KR920004800B1 - Eddy current brakes loading devices and ergometers - Google Patents

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Abstract

An ergometer includes an eddy current brake having a rotor assembly (5, 6) including an iron material having a carbon content of 0.12% or less and a silicon content of 0.35% or less, a stator (7) provided in the rotor assembly, a plurality of exciting coils (8) provided on the stator, and a power source (9) for energizing the exciting coils (8). The ergometer includes an input panel (11) for inputting physical attributes of the user, e.g. age and sex, a pulse sensor for measuring the heart rate of the user at rest and during exercise on the ergometer, an arithmetic control circuit for calculating a training program and heart rate range and for controlling the eddy current brake to present a load to the user which will maintain the user's heart rate in a predetermined range. The method of using the ergometer enables a user to select a physical strength program and a weight reduction program with the selected program reflecting the age, sex, and the present physical condition of the user.

Description

자전거 에르고미터 및 에디 전류 브레이크Bicycle Ergometer & Eddy Current Brake

제 1 도는 다른 재질로 된 플라이 휘일에서의 브레이크력-여자 전류 특성 곡선 도시도.1 is a plot of brake force-excitation current characteristic curves for flywheels of different materials.

제 2 도는 순철의 브레이크력-여자 전류 특성 곡선 도시도.2 is a graph showing the brake force-excitation current characteristic curve of pure iron.

제 3 도는 종래의 에디 전류 브레이크의 W-Is 특성 도시도.3 is a W-Is characteristic diagram of a conventional eddy current brake.

제 4 도는 본 발명에 따른 에디 전류 브레이크의 특성 도시도.4 is a characteristic diagram of an eddy current brake according to the present invention.

제 5 도는 종래의 에디 전류 브레이크의 토오크-속도 특성 도시도.5 is a torque-speed characteristic diagram of a conventional eddy current brake.

제 6 도는 본 발명에 따른 에디 전류 브레이크의 토오크-속도 특성 도시도.6 is a torque-speed characteristic diagram of an eddy current brake according to the present invention.

제 7 도는 종래의 에디 전류 브레이크의 토오크-여자 전류 특성 도시도.7 shows a torque-excitation current characteristic of a conventional eddy current brake.

제 8 도는 본 발명에 따른 에디 전류 브레이크의 토오크-여자 전류 특성 도시도.8 shows a torque-excitation current characteristic of an eddy current brake according to the present invention.

제 9 도는 본 발명에 따른 에디 전류 브레이크구조의 한 실시예의 도시도.9 is a diagram showing one embodiment of an eddy current brake structure according to the present invention.

제 10 도는 본 발명에 따른 부하 장치를 구비한 자전거 에르고미터(ergometer)의 제 1 실시예의 도시도.10 shows a first embodiment of a bicycle ergometer with a load device according to the invention.

제 11 도는 본 발명에 따른 자전거 에르고미터의 제 2 실시예의 도시도.11 is an illustration of a second embodiment of a bicycle ergometer according to the invention.

제 12 도는 제 11 도에 도시된 자전거 에르고미터의 마이크로 컴퓨터 및 부하 장치의 블럭도.12 is a block diagram of the microcomputer and load device of the bicycle ergometer shown in FIG.

제 13 도는 제 11 도에 도시된 자전거 에르고미터의 입력/출력 박스의 프런트 패널 도시도.13 is a front panel view of the input / output box of the bicycle ergometer shown in FIG.

제 14 도는 제 11 도에 도시된 자전거 에르고미터의 동작의 플로우 챠트.14 is a flowchart of the operation of the bicycle ergometer shown in FIG.

제 15 내지 제 18 도는 연대 및 성별의 최소 제곱 평균 부하-맥박수 특성 도시도.15-18 are plots of least squares mean load-pulse rate characteristics of age and gender.

제 19a 도, 제 19b 도, 20a 도 및 20b 도는 체력 테스트 프로그램을 도시하는 설명도.19A, 19B, 20A and 20B are explanatory diagrams showing a fitness test program.

제 21 도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 회전 부하장치 도시도.21 shows a rotary load device for carrying out the method according to the invention.

제 22 도는 제 21 도에 도시한 장치의 연산처리 및 주변장치의 블럭도.22 is a block diagram of arithmetic processing and peripheral devices of the apparatus shown in FIG. 21;

제 23 도는 제 21 도에 도시된 장치에서의 입력/출력 박스의 프런트 패널 도시도.FIG. 23 shows a front panel view of an input / output box in the device shown in FIG. 21. FIG.

제 24a 도 및 제 24b 도는 체력 측정 프로그램의 2부분의 플로우 챠트.24A and 24B are two-part flow charts of a fitness program.

제 25a 도 내지 25b 도 및 제 26a 도 내지 26b 도는 체력 테스트 프로그램을 도시하는 설명도.25A to 25B and 26A to 26B are explanatory diagrams showing a fitness test program.

제 27a 도 내지 27c 도는 제 25a 도 내지 25c 도 및 제 26 도 내지 26 도의 체력 측정 프로그램의 플로우 챠트.27A to 27C, 25A to 25C, and 26 to 26 are flow charts of the fitness measurement program.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 새들 2 : 페달1: Saddle 2: Pedal

3 : 핸들 4 : 변속기3: handle 4: transmission

5 : 외측 회전자 6 : 내측회전자5: outside rotor 6: inside rotor

7 : 고정자 8 : 여자코일7: stator 8: female coil

9 : 일정전류 구동회로 10 : 자전거 에르고미터9: constant current driving circuit 10: bicycle ergometer

11 : 입력/출력 박스 12 : 맥박 감지기11: input / output box 12: pulse detector

20 : 마이크로 컴퓨터 21 : 에디 전류 브레이크20: microcomputer 21: eddy current brake

22 : 전원 23 : 전류 제어 회로22: power supply 23: current control circuit

24 : 특성 신호 발생회로 27 : 타이머회로24: characteristic signal generating circuit 27: timer circuit

31 : 입력/출력 장치 32 : CPU(중앙처리장치)31: input / output device 32: CPU (central processing unit)

33 : RAM 34 : ROM33: RAM 34: ROM

90 : 제어장치 100 : 프레임90: control device 100: frame

200 : 부하수단200: load means

본 발명은 자전거 에르고미터, 특히 에르고미터를 사용한 트레이닝 장치에 관한 것이고 또 사용자의 연속 운동시 최적 부하치 및 분당 정상 맥박수를 얻기위해 자전거 에르고미터가 사용되는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a training device using a bicycle ergometer, in particular an ergometer, and also to a method in which the bicycle ergometer is used to obtain an optimal load and a normal pulse rate per minute during continuous exercise of the user.

조작자의 다리에 의해 구동되는 플라이 휘일과, 마찰에 의해 부하를 플라이 휘일에 인가하기 위한 벨트를 구성하는 에르고미터가 상업적으로 유용하다. 벨트선단에 구비된 추를 조정함으로써 인가된 부하의 양이 조정된다. 플라이 휘일이 일정 속도로 회전될때 부하량은 추의 값으로부터 직접 얻어질 수 있다는 점에서 유리하다. 그러나, 부하 측정에는 비교적 시간이 많이 걸리고 부하의 크기는 대형으로 되고, 부하의 조정이 번잡하다는 점에서 불리하다.Fly wheels driven by the operator's legs and ergometers constituting a belt for applying load to the fly wheels by friction are commercially useful. The amount of applied load is adjusted by adjusting the weight provided at the belt tip. When the flywheel is rotated at a constant speed, the load can be obtained directly from the weight value. However, it is disadvantageous in that load measurement takes a relatively long time, the size of the load becomes large, and the adjustment of the load is complicated.

최근 전기적 부하 수단을 구비한 에르고미터가 시장에서 유용했다. 그와같은 한 에르고미터는 회주철로된 플라이 휘일과 플라이 휘일의 회전속도를 검출하기 위한 회전 감지기와, 토오크 검출스트레인 게이지를 구비한다. 에르고미터에서 예정된 토오크를 얻기 위하여, 전자기 브레이크에 공급되는 전류는 스트레인 게이지의 출력과 플라이 휘일의 회전 속도간의 관계에 따라 제어된다.Recently ergometers with electrical load means have been available on the market. One such ergometer comprises a flywheel of gray cast iron, a rotation detector for detecting the rotational speed of the flywheel, and a torque detection strain gauge. In order to obtain a predetermined torque in the ergometer, the current supplied to the electromagnetic brake is controlled according to the relationship between the output of the strain gauge and the rotational speed of the flywheel.

다른 예로서, 플라이 휘일의 속도, 토오크 및 제어전류치간의 관계는 미리 컴퓨터등에 의해 계산되며 기억장치에 저장된다. 프로그램의 명령 코드에 따라서 제동 코일에 적용된 전류는 플라이 휘일의 회전 속도와 요구되는 제동력으로부터 결정됨으로써 예정된 토오크를 얻고 있다.As another example, the relationship between the speed, torque and control current value of the flywheel is calculated in advance by a computer or the like and stored in the storage device. According to the command code of the program, the current applied to the braking coil is determined from the rotational speed of the flywheel and the required braking force to obtain a predetermined torque.

전자의 에르고미터의 토오크 검출 수단은 기계적이고, 에르고미터가 작동되기전이나 오랫동안 사용한 후 번잡한 조정이 수행되어야 한다. 후자의 에르고미터에서는, 복잡한 계산이 이루어져야 하고, 계산 결과를 데이타로서 저장하기 위해 다른 기억 장치를 구비할 필요가 있다. 이들 에르고미터에서 부하 수단은 전기적으로 제어되어 예정된 토오크를 얻고있다.The former torque detection means of the ergometer is mechanical, and complicated adjustments must be made before the ergometer is activated or after a long time of use. In the latter ergometer, complex calculations have to be made and other storage devices need to be provided for storing the calculation results as data. In these ergometers, the load means are electrically controlled to obtain a predetermined torque.

각 전기 에르고미터는 고정자와 고정자 내측에 구비된 회전자로 이루어져 있고, 고정자는 크기가 대형인 여자 코일을 가져야 하기 때문에 결점이 있다. 따라서, 부하장치 역시 대향이고, 고정자 내측 회전자가 고열로 된다.Each electric ergometer consists of a stator and a rotor provided inside the stator, and the stator has a drawback because it must have an excitation coil of large size. Therefore, the load device is also opposed, and the stator inner rotor becomes hot.

내장된 마이크로 컴퓨터로부터의 명령에 따라서, 개인적인 신체조건(연령, 체중, 성별 및 분당 맥박수)을 입력하고, 최적 부하하에서 제어하기 위해 최적 부하치 및 맥박수를 계산처리하는 트레이닝 장치로서의 다양한 자전거 에르고미터가 제안되어 왔다. 목적은 이와같이 계산된 데이타에 따라서 사용자의 연속운동을 조정하는 것이다.According to the instructions from the built-in microcomputer, various bicycle ergometers as a training device that inputs personal physical conditions (age, weight, gender and pulse rate per minute) and calculates the optimum load and pulse rate for control under optimum load Has been proposed. The purpose is to adjust the user's continuous motion in accordance with the data thus calculated.

에르고미터의 사용시의 상술된 방법에서, 체적 부하치는 신체 조건의 정적 요소(연령, 성별, 체중 및 안정맥박수)를 데이타로서 계산되고, 사용자 연속적으로 운동할때 기준으로서 사용될 수 있다. 그러나, 최적 부하치의 결정시 연속 운동 중 생기는 사용자의 신체 특성의 변화는 고려되어 있지 않다. 그러므로, 계산된 최적 부하치는 모든 사용자에게 사용될 수 없다. 즉, 사용자에 따라서 부하치하에 제공된 분당 정상 맥박수에 도달하기 전에 분당 맥박수는 분당 운동 최대 맥박수에 도달해 버린다.In the method described above in the use of the ergometer, the volumetric load is calculated as data on the static elements of the physical condition (age, gender, weight and stable pulse rate) and can be used as a reference when exercising the user continuously. However, in the determination of the optimal load value, the change of the user's body characteristics during the continuous exercise is not considered. Therefore, the calculated optimal load cannot be used for all users. In other words, the pulse rate per minute reaches the maximum exercise pulse rate per minute before reaching the normal pulse rate per minute provided under the load depending on the user.

정확한 최적 부하하에서 개인의 분당 정상 맥박수를 얻기 위해서 다음과 같은 방법이 사용된다. 첫째, 사용자에 의해 구동되는 회전 운동 장치의 부하를 단계적으로 증가시키고 따라서 사용자가 운동을 더이상 계속할 수 없다고 생각할때까지 증가하는 부하하에서 분당 정상 맥박수를 측정한다. 다음으로, 일반적으로 "분당 운동 최적 맥박수"라 불리는 운동최대의 분당 맥박수의 약 70%에 해당하는 부하치를 계산한다.The following methods are used to obtain the normal pulse rate per minute of the individual under the correct optimal load. First, the normal pulse rate per minute is measured under increasing load until the user increases the load of the rotary motion device driven by the user step by step and thus the user thinks that the exercise can no longer continue. Next, a load value corresponding to about 70% of the maximum pulse rate per workout, commonly referred to as "exercise optimal pulse rate per minute", is calculated.

상기한 방법은 정확하지만, 사용자는 분당 운동 최적 맥박수에 도달할때까지 운동을 계속해야 한다는 결점이 있다. 따라서 이 방법을 사용하면 사용자에게 위험하다. 또, 측정은 비교적 긴 시간이 걸린다.Although the method described above is accurate, the user has the drawback of continuing to exercise until the optimal pulse rate per minute is reached. Therefore, this method is dangerous to the user. In addition, the measurement takes a relatively long time.

본 발명의 목적은 종래 에르고미터에 수반되는 상기 난점을 제거하는데 있다.It is an object of the present invention to eliminate the above difficulties associated with conventional ergometers.

본 발명의 다른 목적은 회전자 조립체 로딩시의 기계적 구성을 개선하는데 있다.Another object of the present invention is to improve the mechanical configuration at the time of rotor assembly loading.

본 발명의 또 다른 목적은 에디 전류 브레이크를 포함한 부하장치를 구비한 자전거 에르고미터를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a bicycle ergometer having a load device including an eddy current brake.

본 발명의 또 다른 목적은 부하장치의 실제 속도 범위에서 거의 일정한 토오크가 얻어지고 간단한 제어 방법에 의해 예정된 부하치가 얻어지는 자전거 에르고미터용 부하장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a load device for a bicycle ergometer which obtains a substantially constant torque in the actual speed range of the load device and obtains a predetermined load value by a simple control method.

본 발명의 또 다른 목적은 연령에 따라 통계적으로 따로따로 얻어지는 데이타를 사용하여 부하-맥박수 그래프의 일반식을 구하는, 최적 운동 조건을 결정하는 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for determining an optimal exercise condition, using the data obtained statistically separately according to age, to obtain a general formula of a load-pulse rate graph.

본 발명의 또 다른 목적은 그래프에 따라 단계적으로 증가하는 회전 부하 장치의 부하치를 결정하고, 각 단계에서 분당 정상 맥박수를 측정하여 부하-맥박수-근사직선이 얻어지는 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of determining a load value of a rotating load device increasing in steps according to a graph and measuring a normal pulse rate per minute at each step to obtain a load-pulse rate-approximation line.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 분당 맥박수가 분당 운동 최대 맥박수에 도달하기 전에 안전하게 또 단시간에 최적 부하치 및 그때의 분당 정상 맥박수를 얻는 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for obtaining an optimal load and a normal pulse rate per minute safely and in a short time before the pulse rate per minute of the user reaches the maximum exercise rate per minute.

본 발명의 상기 및 다른 목적은 회전자 조립체와, 회전자 조립체 내에 구비된 고정자와, 고정자상에 구비된 복수개의 여자코일과, 여자코일을 에너지화하기 위한 동력원으로 이루어진 자전거 에르고미터용 부하장치에 의해서 달성된다. 본 발명에 따르면 회전자 조립체는 탄소 함유량 0.12% 및 실리콘 함유량 0.35% 이하의 철 재료로 구성되어 있다. 또 부하장치는 요구되는 부하치를 지시하기 위한 지시수단과, 지시수단의 출력에 응하여 요구된 부하치에 대응하는 전류 지령신호를 발생하는 평방근 특성 신호 발생회로와, 평방근 특성신호 발생회로의 출력에 응답하여 코일에 공급되는 전류를 제어하기 위하여 여자 코일 및 동력원 사이에 구비된 일정전류 구동회로를 포함하고 있다.The above and the other object of the present invention is to provide a load device for a bicycle ergometer comprising a rotor assembly, a stator provided in the rotor assembly, a plurality of excitation coils provided on the stator, and a power source for energizing the excitation coils. Is achieved by According to the present invention, the rotor assembly is composed of an iron material having a carbon content of 0.12% and a silicon content of 0.35% or less. In addition, the load device responds to the output of the square root characteristic signal generator and the indicating means for indicating the required load value, a square root characteristic signal generation circuit for generating a current command signal corresponding to the requested load value in response to the output of the instruction means. It includes a constant current drive circuit provided between the excitation coil and the power source to control the current supplied to the coil.

게다가, 본 발명의 상기 및 다른 목적은 사용자의 신체 조건을 입력함으로써 사용자의 분당 맥박수의 관리 상한 및 관리 하한을 계산하고 트레이닝 범위를 제공하는 자전거 에르고미터를 제공함으로써 달성된다. 사용자의 분당 맥박수는 연속적으로 운동하면서 측정되고 따라서 분당 맥박수의 변화에 따라 부하를 조정함으로써 사용자의 분당 맥박수는 트레이닝 범위에서 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 자전거 에르고미터는 사용자의 신체조건 예를들어 연령, 성별, 부하등을 입력하기 위한 입력수단과, 사용자의 분당 맥박수를 측정하는 맥박 감지기와, 트레이닝 범위를 제공하기 위해 신체 조건을 사용하여 관리상한 맥박수를 프로그램에 따라 연산함과 함께 연속운동중 맥박 감지기로부터의 출력이 트레이닝 범위를 초과할 경우에는 부하치를 변화시켜 출력이 트레이닝 범위에서 유지되도록 하는 연산 제어 회로와, 탄소 함유량 0.12% 이하 및 실리콘 함유량 0.35% 이하의 철재료로된 회전자 조립체와 복수개의 여자 코일이 방사상으로 배치도에 있는 고정자와 연산제어 회로의 출력에 응답하여 평방근 신호를 발생하는 특성 신호 발생회로와 여자코일용 동력원으로 이루어진 부하장치를 구성하고 있다.In addition, the above and other objects of the present invention are achieved by providing a bicycle ergometer that calculates the upper and lower management limits of the user's pulse rate per minute by inputting the user's physical condition and provides a training range. The user's pulse rate per minute is measured while continuously exercising and thus the user's pulse rate per minute can be maintained in the training range by adjusting the load according to the change in the pulse rate per minute. Bicycle ergometer according to the present invention uses the input means for inputting the user's physical conditions, such as age, gender, load, pulse detector for measuring the user's pulse rate per minute, and the physical condition to provide a training range Calculation control pulse rate according to the program, and if the output from the pulse detector during the continuous movement exceeds the training range, the operation control circuit to change the load value to maintain the output in the training range, carbon content 0.12% or less And a characteristic signal generator circuit and excitation coil power source for generating a square root signal in response to the rotor assembly and the excitation coil made of ferrous material having a silicon content of 0.35% or less and radially in response to the outputs of the stator and the operation control circuit in the layout. It consists of a load device.

본 발명에서 양호하게, 회전자 조립체는 2종류 철재료의 동심원 구조이고 외측 회전자와, 외측 회전자에 삽입된 내측 회전자를 포함하고, 내측 회전자는 구조용 탄소강관(STK 및 STKM)을 구성한 그룹에서 선택된 재료로 되고, 반면 외측 회전자는 주철로 되어있다.Preferably in the present invention, the rotor assembly has a concentric circle structure of two kinds of iron materials and includes an outer rotor and an inner rotor inserted into the outer rotor, and the inner rotor is a group of structural carbon steel tubes (STK and STKM). Is the material selected, while the outer rotor is of cast iron.

내측 회전자에 단지 플라이 휘일 효과를 부여하기 위하여 외측 회전자가 사용되는 경우에만 외측 회전자는 시멘트와 같은 비철 재료로 될 수 있다.The outer rotor can be of non-ferrous material such as cement only when the outer rotor is used to give the inner rotor only a flywheel effect.

상술한 바와 같이 설계된 에디 전류 브레이크에서 2제곱 특성을 자기는 신호발생회로의 출력 신호에 응답하여 여자 코일에 전류를 공급함으로써 부하치가 제어된다. 그러므로, 본 발명에 따른 부하 장치는 복잡한 제어를 하지 않고 일정 토오크를 제공할 수 있다.In the eddy current brake designed as described above, the load value is controlled by supplying a current to the excitation coil in response to the output signal of the signal generating circuit which sleeps the square characteristic. Therefore, the load device according to the present invention can provide a constant torque without complicated control.

동일 부하하에서 본 발명 부하 장치의 여자전류는 종래의 부하장치의 것보다 훨씬 작다. 그러므로, 본 발명 부하 장치가 연속적으로 사용되더라도 발열량은 작고 따라서 부하장치를 소형화할 수 있다.Under the same load, the exciting current of the load device of the present invention is much smaller than that of the conventional load device. Therefore, even if the load device of the present invention is used continuously, the calorific value is small and therefore the load device can be miniaturized.

본 발명의 방법에 따르면, 사용자의 안정상태의 분당 맥박수를 제 1 데이타로서 측정하고, 제 1 부하하에서 분당 정상 맥박수를 제 2 데이타로서 측정하고, 최소 2제곱 통계적 평균으로부터 계산된 부하-맥박수-그래프상의 제 1 부하하에서 분당 정상 맥박수인 제 1 기준치와 비교하여 제 2 부하치를 결정한다. 제 2 부하하에서 분당 정상 맥박수를 제 3 데이타로서 측정하고 성별에 따라 따로따로 제공된 최소 2제곱 통계적 평균으로부터 부하-맥박수 그래프상의 제 2 부하하에서 분당정상 맥박수의 제 2 기준치와 비교하여 제 3 부하치를 결정한다. 제 3 부하하에서 분당 정상 멕박수를 제 4 데이타로서 측정하고, 측정치 상한을 사용자의 연령 및 성별을 위해 분당 운동안전 맥박수로 한정한다. 제 4 데이타가 얻어진 경우에는 제 2 내지 제 4의 데이타를 기초로, 제 4 데이타가 얻어지기 전에 분당 운동 안전 맥박수에 달한 경우에는 제 1 내지 제 3의 데이타를 기초로, 부하-맥박수 근사 그래프가 얻어지고 그 상한은 연령 및 성별의 조합으로 계산되는 분당 최대 맥박수로부터 결정되며 분당 최대 맥박수의 약 70%에서의 부하치를 얻게된다.According to the method of the present invention, the user's steady-state pulse rate per minute is measured as the first data, the normal pulse rate per minute under the first load is measured as the second data, and the load-pulse rate-graph calculated from the least squares statistical mean The second load value is determined by comparison with the first reference value, which is the normal pulse rate per minute under the first load of the bed. The normal pulse rate per minute under the second load is measured as the third data and the third load value is determined by comparing with the second reference value of the normal pulse rate per minute under the second load on the load-pulse graph from the least-squares statistical mean given separately by gender. do. The normal pulse rate per minute under the third load is measured as the fourth data and the upper limit of the measurement is limited to the exercise safety pulse rate per minute for the age and gender of the user. Based on the second to fourth data when the fourth data is obtained, the load-pulse approximation graph is based on the first to third data when the exercise safety pulse rate per minute is reached before the fourth data is obtained. The upper limit obtained is determined from the maximum pulse rate per minute, which is calculated as a combination of age and sex, and a load at about 70% of the maximum pulse rate per minute is obtained.

본 발명을 실용화하는 중에 에디 전류 브레이크의 특성에 관해 광범위한 연구를 하였다. 여러가지 파라미터, 고유 저항 및 투자율이 재료특성으로써 에디 전류 브레이크의 특성에 크게 영향을 미친다는 것을 알았다. 이때 플라이 휘일은, 고유저항(Ω㎝)과 투자율과 측정된 브레이크력 및 여자코일의 여자전류에 관계되는 상술한 점을 기초로 선택된 여러가지 재료를 사용하여 제조되었다.In the practical application of the present invention, extensive research has been conducted on the characteristics of the eddy current brake. It was found that various parameters, resistivity and permeability greatly influence the characteristics of the eddy current brake as a material property. The flywheel was produced using a variety of materials selected based on the above points relating to the resistivity, permeability, measured brake force and excitation current of the excitation coil.

측정의 결과는 제 1 도에 도시되어 있다. 제 1 도에서, 참고번호(1), (2) 및 (3)은 순철, 주철 및 회주철로 각각 이루어진 플라이 휘일의 브레이크력-여자전류 특성 곡선을 나타낸다. 데이타를 수직할때, 부하장치의 페달 속도는 50rpm이고, 이 경우 기어비가 15로 설정되어 있으므로 플라이 휘일의 속도는 750rpm이었다.The results of the measurements are shown in FIG. In Fig. 1, reference numerals (1), (2) and (3) show the brake force-excitation current characteristic curves of flywheels each composed of pure iron, cast iron and gray cast iron. When the data is vertical, the load pedal speed is 50 rpm, in which case the gear ratio is set at 15, so the flywheel speed is 750 rpm.

제 1 도에서 명백한 바와같이, 순철의 플라이 휘일이 작은 전류에서 고부하가 얻어져 성능이 가장 좋다. 주철의 플라이 휘일이 성능상 다음으로 좋다. 이제까지 사용됐던 회주철의 플라이 휘일은 상기 두 플라이 휘일보다 성능이 휠씬 나쁘다. 따라서, 플라이 휘일을 제조하는데는 순철 또는 주철이 바람직하다고 말할 수 있다.As is apparent from FIG. 1, the flywheel of pure iron has a high load at a small current, so the performance is best. The flywheel of cast iron is the next best in performance. The gray cast iron fly wheels that have been used so far outperform the two fly wheels. Thus, it can be said that pure iron or cast iron is preferred for producing flywheels.

다음으로 이들 철 재료의 성분과 브레이크 특성간의 관계를 조사한 바 결과는 다음과 같다. 실리콘(Si)의 함유량은 고유저향에 관계하고 있고, 실리콘의 양이 감소할수록 고유저항도 감소한다. 한편, 탄소의 함유량은 투자율에 관계하고 있고 탄소량이 감소할수록 투자율은 증가한다. 플라이 휘일의 성분의 분석이 표 1에 나타나 있다.Next, the relationship between the components of these iron materials and the brake characteristics was examined. The results are as follows. The content of silicon (Si) is related to the intrinsic orientation, and as the amount of silicon decreases, the resistivity also decreases. On the other hand, the carbon content is related to the permeability and the permeability increases as the amount of carbon decreases. Analysis of the components of the fly wheel is shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

따라서, 부하장치, 즉 에디 전류 브레이크를 구성할시, 플라이 휘일 재료의 조성성분을 선택함으로써 특성이 우수하고 또 소 전류에서 큰 부하를 얻을 수 있다. 철 재료중 탄소 및 실리콘의 함류량이 가장 적은 순철로 플라이 휘일을 형성하면 제일좋은 특성과 소전류에서 최대의 부하를 얻을 수가 있다.Therefore, when constructing a load device, that is, an eddy current brake, by selecting the compositional component of the flywheel material, excellent load can be obtained and a large load can be obtained at a small current. If the fly wheel is formed of pure iron with the lowest carbon and silicon content among the ferrous materials, the best characteristics and maximum load at low current can be obtained.

그러나, 저렴한 가격으로 순철을 입수하기가 어려우므로, 순철과 근사한 특성이 얻어지는 주철로 플라이 휘일을 제조하였다. 이와같이 제조된 플라이 휘일은 만족할만하다는 것을 알았다. 이 경우, 플라이 휘일의 토오크와 시장에서의 재료의 입수성을 고려하여 여자 코일에 면하는 내측부재로서 구조용 탄소강관(JIS에 있어서 STK 또는 STKM)을 사용하고, 반면 플라이 휘일 효과를 위해 외측 부재를 회주철로 제조하더라도, 내측 및 외측 부재가 주철로 될때와 거의 동일한 결과가 얻어짐을 알았다. 이 경우 JIS에서는 구조용 탄소 강관 STK 또는 STKM의 조성성분을 상한만 규정하고 있기 때문에 규격파이프로서 제조된 파이프중에서 소요의 탄소 및 실리콘을 가진것을 선택하지 않으면 안된다.However, since it is difficult to obtain pure iron at a low price, a flywheel was manufactured from cast iron obtained with characteristics similar to pure iron. It was found that the flywheel thus prepared was satisfactory. In this case, structural carbon steel pipe (STK or STKM in JIS) is used as the inner member facing the excitation coil in consideration of the torque of the flywheel and the availability of materials on the market, while the outer member is used for the flywheel effect. Even when made of gray cast iron, it was found that almost the same results as when the inner and outer members were made of cast iron were obtained. In this case, since JIS specifies only the upper limit of the compositional components of structural carbon steel pipes STK or STKM, it is necessary to select those having required carbon and silicon from pipes manufactured as standard pipes.

회주철로 된 종래 플라이 휘일은 A형 플라이 휘일이라 하고, 구조용 탄소강관 STK-50(C=0.12% 이하, Si=0.35% 이하)으로 된 내측 부재와 회주철로 된 외측 부재를 가진 플라이 휘일을 B형 플라이 휘일이라 한다. 이들 플라이 휘일의 특성을 제 3 도 내지 제 8 도에서 비교한다.Conventional flywheels made of gray cast iron are called A-type flywheels, and a flywheel having an inner member made of structural carbon steel pipe STK-50 (C = 0.12% or less, Si = 0.35% or less) and an outer member made of gray cast iron is a B type. It is called a fly wheel. The properties of these ply wheels are compared in FIGS. 3-8.

제 3 도 및 제 4 도는 각각 종래 및 본 발명의 에디 전류 브레이크의 W-Is 특성 곡선이다. 제 1 도에 도시된 바와같이 동일 전류에서 본 발명의 플라이 휘일이 더 큰 부하를 낸다. 분당 다른 회전수에 있어서 부하간의 차는 적고, 특성 곡선은 제곱 곡선에 근사할 수 있다. 특히 제 3 도에서 40rpm에서의 곡선은 다른 곡선으로부터 꽤 떨어져 있다.3 and 4 are W-Is characteristic curves of the eddy current brakes of the conventional and the present invention, respectively. As shown in FIG. 1, the flywheel of the present invention at the same current produces a greater load. At different revolutions per minute, the difference between the loads is small and the characteristic curve can approximate the square curve. In particular, the curve at 40 rpm in Figure 3 is quite far from the other curves.

제 5 도 및 6 도는 각각 종래 및 본 발명의 에디 전류 브레이크의 토오크-분당회전수 특성곡선이다. 에디 전류를 사용한 부하장치의 페달의 실용회전수 범위가 40 내지 60rpm인 경우, 토오크-전류의 변동 범위를 다음 표 2에 나타낸다.5 and 6 are the torque-rpm characteristic curves of the eddy current brakes of the conventional and the present invention, respectively. When the practical speed range of the pedal of the load device using the eddy current is 40 to 60 rpm, the range of the torque-current variation is shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기 표 2로부터 명백한 바와같이, 여자 코일 전류가 일정한 경우, 본 발명에 따른 부하장치의 플라이 휘일은, 플라이 휘일의 페달의 분당 실용회전수 범위에 있어서 종래의 것보다 변동이 적고, 또 고부하를 제공한다.As apparent from Table 2, when the excitation coil current is constant, the flywheel of the load device according to the present invention has less variation than the conventional one in the range of practical revolutions per minute of the pedal of the flywheel, and provides high load. do.

제 7 도 및 8 도는 파라미터로서 분당 회전수를 기초하여 토오크-여자전류 특성 곡선을 도시한 것이다. 각 도면에서 사선부분은 분당 실용회전수의 범위에서의 분당 회전수 및 토오크의 변동을 나타내고, 정확히 부하를 일정하게 유지할 경우 사선 부분은 전류를 제어하여 보상되어야 할 부분이다.7 and 8 show torque-excitation current characteristic curves based on revolutions per minute as parameters. In each figure, the diagonal line represents the variation of the revolutions per minute and the torque in the range of the practical revolutions per minute, and the diagonal line is the part to be compensated by controlling the current when the load is kept constant.

50rpm시 실용 토오크를 300w에 상당하는 38.8㎏ 이하로 가정하면 제 8 도의 사선 부분은 제 7 도의 사선 부분과 비교하면 거의 무시될 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 플라이 휘일을 사용한 에디 전류 브레이크는 외부로부터의 특별한 보상회로에 의해 보상함이 없이 거의 여자 전류의 2제곱 특성으로 실용 일정 토오크를 제공할 수 있다는 것을 뜻한다.Assuming that the practical torque at 50 rpm is 38.8 kg or less, which is equivalent to 300 watts, the oblique portion of FIG. 8 can be almost ignored in comparison with the oblique portion of FIG. This means that the eddy current brake using the flywheel according to the present invention can provide a practical constant torque with almost square power of the excitation current without compensating by a special compensation circuit from the outside.

제 9 도는 본 발명에 따른 에디 전류 브레이크의 한 실시예를 도시한 것이다. 구조용 탄소 강관(STK-50)으로 된 내측 회전자(6)가 회주철로 된 외측 회전자(5)에 끼워져 있다. 고정자(7)상에는 6개의 여자 코일(8)이 회전자(6)와 대향하는 식으로 방사상으로 배치되어 있다. 여자코일(8)은 직렬 접속되어 있고, 직렬회로의 양단은 외부에 설치된 전원(15)에 접속되어 있다.9 shows one embodiment of an eddy current brake according to the present invention. An inner rotor 6 made of structural carbon steel pipe STK-50 is fitted to an outer rotor 5 made of gray cast iron. Six exciting coils 8 are disposed radially on the stator 7 in a manner opposite to the rotor 6. The excitation coil 8 is connected in series, and both ends of the series circuit are connected to a power supply 15 provided externally.

제 10 도는 본 발명에 따른 에디 전류 브레이크가 구비된 자전거 에르고미터를 도시한 것이다. 작동시 사용자는 새들(1)위에 타고, 다리를 페달(2)에 놓고, 핸들(3)을 쥔다. 자기 다리를 굴신 운동함으로써 페달 구동력은 페달축상의 기어로부터 체인등을 통하여 변속기(4)에 전달되고 적절히 변환되어 회전자 조립체(5, 6)에 전달된다.10 shows a bicycle ergometer with an eddy current brake according to the invention. In operation, the user rides on the saddle 1, puts his leg on the pedal 2, and holds the handle 3. By flexing the magnetic leg, the pedal driving force is transmitted from the gear on the pedal shaft to the transmission 4 via a chain or the like and appropriately converted to the rotor assemblies 5 and 6.

자전거 에르고미터의 부하장치인 에디 전류 브레이크의 플라이 휘일은 동심원 2중 휘일구조이다. 플라이 휘일은 회주철로 된 외측 휘전자(5)와 회측 회전자(5)에 끼워진 내측 회전자(6)을 가진다. 내측 회전자(6)를 가진다. 내측 회전자(6)는 탄소함유량 0.12The flywheel of the eddy current brake, the load on the bicycle ergometer, is a concentric double wheel structure. The flywheel has an outer rotor 5 of gray cast iron and an inner rotor 6 fitted to the rotor rotor 5. It has an inner rotor 6. The inner rotor 6 has a carbon content of 0.12

% 이하, 실리콘 함유량 0.35% 이하의 구조용 탄소강관(STK-50)으로 되어있다. 고정자(7)는, 내측 회전자(6)와 동축식으로 내측 회전자(6)내에 배치된다. 제 10 도의 경우, 6개의 여자코일(8)이 고정자(7)상에서 방사상으로 배치된다. 이들 여자코일(8)은 직렬 접속되어 있고, 직렬 회로의 양단은, 전류가 여자코일(8)에 공급되도록 일정 전류 구동회로(9)에 접속된다.It is made of structural carbon steel pipe (STK-50) having a% or less and a silicon content of 0.35% or less. The stator 7 is disposed in the inner rotor 6 coaxially with the inner rotor 6. In the case of FIG. 10, six excitation coils 8 are arranged radially on the stator 7. These excitation coils 8 are connected in series, and both ends of the series circuit are connected to the constant current drive circuit 9 so that a current is supplied to the excitation coil 8.

일정 전류 구동회로(9)는 입력/출력 박스(11)의 텐 키이(ten key) 키이 보드에 의한 부하치 지시의 디지탈 값을 아나로그 값으로 변환하는 D-A 컨버터와, D-A 컨버터의 출력의 평방근을 공급전류 지령치로서 발생하는 평반근 함수 발생기(24)와, 평방근 함수 발생기의 출력에 응답하여 여자코일(8)에 공급되는 전류를 제어하는 일정 전류 구동회로(23)를 구성한다. 여자 코일을 에너지화하기 위해 일정 전류 구동회로가 전원(22)에 접속된다. 제 11 도는 본 발명에 따른 자전거 에르고미터의 다른 실시예를 도시한 것이고, 부하장치의 일부로서 도시되어 있다. 제 13 도는 제 11 도의 입력/출력 박스(11)의 프런트 패널을 도시한 것이다.The constant current drive circuit 9 performs a DA converter for converting the digital value of the load value indication by the ten key keyboard of the input / output box 11 to an analog value, and the square root of the output of the DA converter. A flat root function generator 24, which is generated as a supply current command value, and a constant current drive circuit 23 for controlling the current supplied to the excitation coil 8 in response to the output of the square root function generator, are configured. A constant current drive circuit is connected to the power supply 22 to energize the exciting coil. 11 shows another embodiment of a bicycle ergometer according to the invention and is shown as part of the load device. FIG. 13 shows the front panel of the input / output box 11 of FIG.

사용자는 자전거 에르고미터(10)의 새들(1)에 타고, 입력/출력 박스(11)의 측면으로부터 신장하고 있는 맥박 감지기(12)를 귀에 부착한다. 이 조건하에서 사용자는 제 13 도 프런트 패널하부에 있는 트레이닝 조작 수순에 따라 박스(11)의 키이를 조작한다. 맥박 감지기(12)를 귀에 부착한 후 사용자는 리세트 키이를 누르고 소요의 트레이닝 프로그램, 즉 프런트 패널의 중간 부분에 있는 감량 트레이닝 프로그램이나 또는 일반 트레이닝 프로그램을 선택한다. 이때 프런트 패널(11)의 중간 부분에 있는 텐 키이를 작동하여 연령, 성별, 트레이닝치와 같은 사용자의 신체 조건을 입력한다. 필요하다면 목표 트레이닝 시간 및 목표 소비 운동량을 입력할 수 있다.The user rides on the saddle 1 of the bicycle ergometer 10 and attaches a pulse detector 12 extending from the side of the input / output box 11 to the ear. Under this condition, the user operates the keys of the box 11 in accordance with the training operation procedure under the front panel of FIG. After attaching the pulse detector 12 to the ear, the user presses the reset key and selects the desired training program, ie a weight loss training program in the middle of the front panel or a general training program. At this time, the ten key in the middle of the front panel 11 is operated to input the physical condition of the user such as age, gender, and training value. If necessary, the target training time and the target consumption exercise amount can be entered.

스타트 버튼을 누른 후 페달(2)상에 다리를 놓고 동시에 손으로 핸들(3)을 쥐면서 다리의 굴신 운동을 행한다. 이에 의해 부하장치가 구동하고 트레이닝이 개시된다.After pressing the start button, place the leg on the pedal (2) and at the same time hold the handle (3) by hand to perform the flexion movement of the leg. As a result, the load device is driven and the training is started.

페달 구동력은 페달 축상의 기어로부터 체인등을 통하여 변속기(4)에 전달되고, 여기서 적절히 변속되어 페달운동을 통하여 본 발명 에디 전류 브레이크를 사용한 부하장치의 회전자 조립체(5, 6)에 전달된다. 따라서, 사용자는 제 13 도 프런트 페널에 입력된 부하치, 목표 트레이닝 시간 및 목표소비 운동량에 따라서 트레이닝을 행할 수가 있다.The pedal drive force is transmitted from the gear on the pedal shaft to the transmission 4 via a chain or the like, where it is properly shifted and transmitted to the rotor assemblies 5 and 6 of the load device using the eddy current brake of the present invention through the pedal movement. Accordingly, the user can train according to the load value, the target training time, and the target consumption exercise amount input to the front panel of FIG. 13.

제 11 도 자전거 에르고미터에서의 연산제어방법을 제 12 도 및 13 도를 참고하여 설명한다.An operation control method of the eleventh bicycle ergometer will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

본 발명 자전거 에르고미터에서, 프런트 패널에 의해 입력된 연령, 성별 및 부하치와 트레이닝 프로그램의 선택에 의해서, 관리상한 맥박수, 관리하한 맥박수, 입력된 부하치에 대한 초기 부하치, 및 워밍업을 위해 사용되는 즉 트레이닝 개시후 3분경과 후까지의 부하 인가치를 결정한다.In the present invention bicycle ergometer, the upper control pulse rate, the lower control pulse rate, the initial load value for the input load value, and the warm-up, by the selection of the training program and the age, sex and load value input by the front panel, are used. That is, the load application value until 3 minutes after the start of training is determined.

입력/출력 박스(11)를 통해 입력된 데이타는 마이크로 컴퓨터내의 RAM에 기억된다. 스타트 스위치를 누름으로써 ROM내에 기억되어 있는 연령상의 최대 맥박수를 구하는 일반식(남성 220-0.7×연령, 여성 215-0.7×연령)이 CPU에 전달된다. 이 식을 사용하여 상기 입력된 사용자의 연령에 따라 최대 맥박수를 산출한다. 이때 일반 트레이닝 또는 감량 트레이닝의 선택에 따라서, 관리 상한 맥박수 및 관리 하한 맥박수(일반 트레이닝인 경우 최대 맥박수-55(상한) 및 최대 맥박수-65(하한) ; 감량 트레이닝인 경우 최대 맥박수-70(상한) 및 최대 맥박수-80(하한)가 연산된다.The data input through the input / output box 11 is stored in RAM in the microcomputer. By pressing the start switch, a general formula (male 220-0.7 x age, female 215-0.7 x age) for obtaining the maximum pulse rate of the age stored in the ROM is transmitted to the CPU. Using this equation, the maximum pulse rate is calculated according to the age of the input user. At this time, the upper limit pulse rate and the lower limit pulse rate (maximum pulse rate -55 (upper limit) and maximum pulse rate -65 (lower limit) for normal training; maximum pulse rate -70 (upper limit) for loss training), depending on the selection of general training or weight loss training. And the maximum pulse rate -80 (lower limit) are calculated.

본 발명의 자전거 에르고미터는 체력측정의 할 수 있는 프로그램을 구비하고 있다. 따라서, 사전에 필요한 체력 측정을 행함으로써 상기 데이타의 전부를 얻을 수 있다.The bicycle ergometer of the present invention is equipped with a program capable of measuring physical fitness. Therefore, all of the above data can be obtained by performing the necessary physical fitness measurement in advance.

체력 측정을 행하여 상기 데이타를 얻는 방법을 한 실시예는 다음과 같다. 첫째, 사용자의 안정 상태의 맥박수를 제 1 데이타로서 측정한다. 다음, 제 1 부하하에서 정상 맥박수를 제 2 데이타로서 측정하고, 성별에 따라 따로따로 통계에 의해 얻어지는 최소 2제곱 평균 부하-맥박수 그래프상의 제 1 부하하에서 정상 맥박수인 제 1 기준치와 비교하여 제 2 부하를 결정한다.An example of a method of obtaining the data by performing physical fitness measurement is as follows. First, the user's steady state pulse rate is measured as first data. Next, the normal pulse rate under the first load is measured as the second data, and the second load is compared with the first reference value which is the normal pulse rate under the first load on the least square mean load-pulse rate graph obtained by statistics separately according to gender. Determine.

다음, 제 2 부하하에서 정상 맥박수를 제 3 데이타로서 측정하고, 성별에 따라 따로따로 통계에 의해 얻어지는 최소 2제곱 평균 부하-맥박수 그래프상의 제 2 부하하에서 정상 맥박수인 제 2 기준치와 비교하여 제 3 부하를 결정한다.Next, the normal pulse rate under the second load is measured as the third data, and the third load is compared with the second reference value which is the normal pulse rate under the second load on the least square mean load-pulse rate graph obtained by statistics separately according to gender. Determine.

다음, 제 3 부하하에서 정상 맥박수를 제 4 데이타로서 측정하고, 그 상한을 연령 및 성별에 따라 계산된 운동안정 맥박수로 한정한다. 제 4 데이타가 얻어진 때에는 제 2, 3 및 4 데이타를 기초로, 제 4 데이타가 얻어지기 전에 운동 안정 맥박수에 달한때에는 제 1, 2 및 3 데이타를 기초로 부하 맥박수 근사 그래프를 얻고, 그 상한을 사용자의 연령 및 성별로 계산되는 최대 맥박수로 한정한다.Next, the normal pulse rate under the third load is measured as the fourth data, and the upper limit thereof is limited to the exercise stable pulse rate calculated according to age and gender. When the fourth data is obtained, on the basis of the second, third and fourth data, and when the exercise stable pulse rate is reached before the fourth data is obtained, the load pulse rate approximation graph is obtained based on the first, second and third data, and the upper limit thereof is obtained. It is limited to the maximum pulse rate calculated by the age and gender of the user.

최종적으로, 최대 맥박수에서 55를 뺀 제 1 값을 관리 상한 맥박수로서, 또 최대 맥박수에서 65를 뺀 제 2 값을 관리 하한 맥박수로서 결정한다. 이 맥박수는 일반 트레이닝에 사용된다. 이 경우, 최적 부하치는 관리하한 맥박수에 해당한다.Finally, the first value obtained by subtracting 55 from the maximum pulse rate is determined as the upper limit pulse rate, and the second value obtained by subtracting 65 from the maximum pulse rate is determined as the lower limit pulse rate. This pulse rate is used for general training. In this case, the optimum load value corresponds to the lower limit pulse rate.

감량 트레이닝인 경우, 예를들어 비만체의 사람이 체력의 유지 향상을 목적으로 하고 또 체중을 줄일려고 할 경우, 최대 맥박수에서 70을 뺀 값을 관리상한 맥박수로서, 최대 맥박수에서 80을 뺀 값을 관리하한 맥박수로서 사용한다. 일반 트레이닝때와 같이 관리하한 맥박수에 해당하는 부하치를 최적 맥박수로서 사용한다.For weight loss training, for example, if an obese person wants to improve his or her fitness and lose weight, the maximum pulse rate is 70 minus the maximum pulse rate, and the maximum pulse rate minus 80 minus It is used as the lower limit pulse rate. As in general training, the load value corresponding to the lower control pulse rate is used as the optimum pulse rate.

워밍 업중에 맥박 감지기의 출력이 부하 제어조건(관리 맥박 범위)에 달한 경우에는 부하제어를 우선시킨다. 계속하여 수행되는 다음의 방법은 (1) 스타트후 예정된 시간내에 관리하한 맥박수에 달하게 되면 부하를 적정량으로 내린다. (2) 스타트 후 예정된 시간내에 관리 상한 맥박수를 초과하면 즉시 부하를 적정량으로 내린다. (3) 스타트 후 예정된 기간내에 관리 하한 맥박수에 달하지 않으면 적정량으로 올린다. 부하를 올리거나 내린후 일정시간 경과하면 동일 결정 정차를 반복한다.If the output of the pulse detector reaches the load control condition (management pulse range) during warming up, the load control is given priority. The following method, which is carried out continuously, (1) lowers the load to an appropriate amount when the controlled pulse rate is reached within a predetermined time after the start. (2) If the upper limit pulse rate is exceeded within the scheduled time after starting, immediately lower the load to an appropriate amount. (3) If the lower limit pulse rate is not reached within the scheduled period after the start, raise it to an appropriate amount. After a certain period of time after raising or lowering the load, the same decision stop is repeated.

이와같이, 부하의 증감을 반복하면서 사용자의 분당 맥박수는 관리 맥박수 범위내에서 유지된다. 이 트레이닝은 선택된 트레이닝 시간이 경과할때까지 또는 운동에 의해 소비된 운동량(후술하는 바와같이 계산됨)이 선택된 소비 운동량에 달할때까지 계속된다.In this manner, the user's pulse rate per minute is maintained within the management pulse rate while repeating the increase and decrease of the load. This training continues until the selected training time has elapsed or until the amount of exercise consumed by the exercise (calculated as described below) reaches the selected amount of exercise.

소비 운동량은 다음과같이 계산된다 : 트레이닝의 개시로부터 30초 마다 부하치를 샘플한다. 이때 30초 마다의 소비된 칼로리 값은 다음의 일반식 E=부하치(W)×0.014(kcal/분)×1/0.233(자전거 운동 효율)×시간(분)으로부터 구해진다. 얻어진 칼로리 값은 트레이닝 종료시까지 적분된다. 상술된 트레이닝을 제 14 도의 플로우챠트에 나타낸다.Consumption momentum is calculated as follows: Sample the load every 30 seconds from the start of training. At this time, the calorie value consumed every 30 seconds is obtained from the following general formula E = load value (W) x 0.014 (kcal / minute) x 1 / 0.233 (bicycle exercise efficiency) x time (minute). The calorie value obtained is integrated until the end of training. The above-described training is shown in the flowchart of FIG.

상기 실시예에서 부하장치는 본 발명의 에디 전류 브레이크를 사용한다. 제 12 도에 도시한 바와같이 부하 장치의 전기 회로는, 에디 전류 브레이크(21)에 전류를 공급하는 전원(22)과, 에디 전류 브레이크(21)와 전원(22) 사이에 위치하여 전류를 제어하는 전류 제어 회로(23)와, 입력/출력 박스(11)에 텐 키이의 조작에 의해 전류 제어 회로(23)에 부하치(W)의 평방근을 지시치로서 공급하는 특성 신호 발생회로(24)를 구성한다.In the above embodiment, the load device uses the eddy current brake of the present invention. As shown in FIG. 12, the electric circuit of the load device is located between the power supply 22 for supplying a current to the eddy current brake 21 and the eddy current brake 21 and the power supply 22 to control the current. And a characteristic signal generating circuit 24 for supplying the square root of the load value W to the current control circuit 23 as an instruction value by the operation of Ten Key in the input / output box 11. Configure.

입력/출력 박스(11)로부터의 지시는 디지탈 신호인 경우에는 특성 신호 발생회로(24)에 D-A 컨버터를 통해서, 아나로그 신호인 경우에서 직접 회로(24)에 공급된다.Instructions from the input / output box 11 are supplied to the characteristic signal generating circuit 24 via the D-A converter in the case of a digital signal and directly to the circuit 24 in the case of an analog signal.

이상 기술한 바와같이, 본 발명에 따른 에르고미터의 부하장치에서는, 에디 전류 브레이크의 플라이 휘일 재료의 조성성분, 즉 탄소 및 실리콘 함유량을 예정치 이하로 함으로써 종래의 것보다 훨씬 우수한 일정 토오크 특성을 제공하게 된다. 그 결과 제어 전류 특성은 2제곱 특성을 근사할 수가 있다. 따라서, 본 발명에서는 종래와는 달리 복잡한 제어 방법을 사용할 필요가 없다. 입력 수단에 의한 지령치의 평방근에 기초한 신호만으로 페달의 실용 회전수 범위내에서 부하장치를 제어할 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 부하장치의 에디 전류 브레이크에 의해 구비된 부하는 제어전류가 동일한 경우 종래의 것보다 높다.As described above, in the ergometer load device according to the present invention, by providing the constituent components of the flywheel material of the eddy current brake, that is, the carbon and silicon content below a predetermined value, a constant torque characteristic which is much better than the conventional one is provided. Done. As a result, the control current characteristic can approximate a squared characteristic. Therefore, in the present invention, it is not necessary to use a complicated control method unlike the related art. Only the signal based on the square root of the command value by the input means can control the load device within the practical speed range of the pedal. In addition, the load provided by the eddy current brake of the load device according to the present invention is higher than the conventional one when the control current is the same.

발열량은 작고, 방열을 고려할 필요가 없다. 따라서 장치를 소형화할 수 있다. 게다가 플라이 휘일의 외측 회전자는 회주철로 되어 있고 내측 회전자는 구조용 탄소강관으로 되어 있다. 이 양쪽 재료는 적절한 값으로 용이하게 입수할 수 있다.The calorific value is small and there is no need to consider heat radiation. Therefore, the device can be miniaturized. In addition, the outer rotor of the flywheel is gray cast iron and the inner rotor is structural carbon steel pipe. Both materials are readily available at appropriate values.

본 발명에서는, 고정자는 회전자 조립체내에 구비된다. 즉 발열 요소는 회전된다. 따라서, 회전자 조립체가 회전함에 따라 대류에 의해 방열된다. 내측 회전자에 플라이 휘일 효과를 부여하는 것만이 목적으로 외측 회전자를 콘크리트와 같은 비철 재료로 만들 수 있다.In the present invention, the stator is provided in the rotor assembly. The heating element is rotated. Thus, as the rotor assembly rotates, it is radiated by convection. Only by giving the flywheel effect to the inner rotor can the outer rotor be made of a non-ferrous material such as concrete.

보정을 위해 마이크로 컴퓨터에 출력이 입력되도록 스트레인미터와 같은 토오크 검출 수단을 구비하면 본 발명의 특징을 구비한 정확한 자전거 에르고미터를 제공할 수가 있다.The provision of a torque detection means such as a strain meter such that an output is input to the microcomputer for correction can provide an accurate bicycle ergometer with the features of the present invention.

본 발명의 다른 실시예로서 최적 운동 조건을 결정하는 방법에 관하여 설명한다. 여러가지 용어는 다음과 같다.As another embodiment of the present invention, a method for determining an optimum exercise condition will be described. The various terms are as follows:

정상 맥박수 : 예정된 부하하에서 일정하게 유지되는 분당 맥박수이고 예정된 부하 인가후 2분에서 얻어지는 분당 평균 맥박수로 나타낸다.Normal Pulse Rate: The pulse rate per minute, which is kept constant under the predetermined load, and expressed as the average pulse rate per minute obtained at 2 minutes after the predetermined load is applied.

최대 맥박수 : 최대 산소 섭취량에 해당하는 개인의 최대 맥박수이다. 실제 다음과 같이 결정할 수 있다.Maximum Pulse Rate: The maximum pulse rate of an individual corresponding to the maximum oxygen intake. In fact, we can determine:

남성 : 220-0.7×연령Male: 220-0.7 × Age

여성 : 215-0.7×연령Female: 215-0.7 × Age

운동 최적 맥박수 : 일반적으로 최대 맥박수의 약 70%를 말하고, 부하-맥박수 그래프의 운동 최적 맥박수에 있어서 부하치를 "최적 부하치"라 한다.Exercise optimal pulse rate: Generally speaking, about 70% of the maximum pulse rate, and the load value in the exercise optimum pulse rate of the load-pulse rate graph is referred to as the "optimal load value".

운동 안정 맥박수 : 보통 최대 맥박수로부터 예정치(45)를 뺀 값이다. 일반적으로 신체적 해의 두려움을 가지지 않고 연속적으로 운동할 수 있는 값이다.Exercise stable pulse rate: It is usually the maximum pulse rate minus the predetermined value (45). In general, it is a value that can be exercised continuously without fear of physical harm.

운동 최대 맥박수 : 사람이 운동을 행하는 경우의 분당 최대 맥박수이다. 이 맥박수에서 개인은 매우 짧은 시간 동안 운동할 수 있다. 일반적으로 최대 맥박수로부터 예정치(25)를 뺀 값이다.Maximum pulse rate of exercise: The maximum pulse rate per minute when a person is exercising. At this pulse rate, an individual can exercise for a very short time. Generally, the maximum pulse rate is obtained by subtracting the predetermined value (25).

사람의 부하-맥박수 직선의 일반성을 구하기 위해 여러 사람에게 체력 테스트를 행하였다. 측정시 사람에게 부하를 부여하기 위하여 다리의 굴신운동용으로 공지되어 있는 모나크사의 에르고미터를 사용하였다. 부하치를 단계적으로 상승시켜 상한 맥박수로서 운동 최대 맥박수와 운동 안정 맥박수간의 한 값이상을 측정하였다. 이들 사람의 부하-맥박수 그래프를 준비하였다.Physical fitness tests were conducted on several people to determine the generality of the human load-pulse rate line. In order to impose a load on humans, Monarch's ergometer, which is known for stretching the legs, was used. Increasing the load stepwise to measure more than one value between the exercise maximum pulse rate and the exercise stable pulse rate as the upper limit pulse rate. A load-pulse rate graph of these people was prepared.

게다가, 연령(10살 단위)과 성별에 따라서 따로따로 2제곱법 평균 부하-맥박수 그래프를 준비하였다. 이 선이 제 15 도(남성) 및 제 17 도(여성)에 도시되어 있다. 도면에서 명백한 바와같이, 연대의 최소 2제곱법 평균에 의해 희귀된 부하-맥박수 그래프는 서로 크게 다른점이 없다. 50대 여성은 다른 연대 그룹의 것과 비교하면 부하의 증가에 대하여 맥박수의 증가가 약간 크게 나타나 있다. 따라서 체력 측정시 연령은 필수적 인자가 될 수 없다는 것을 알수 있다.In addition, a two-squared mean load-pulse rate graph was prepared separately according to age (10 year old) and gender. This line is shown in Figures 15 (male) and 17 (female). As is evident in the figure, the rare load-pulse rate graphs by the least-squares mean of age do not differ significantly from each other. In women in their 50s, the pulse rate increased slightly with respect to the increase in load compared to that of the other age groups. Therefore, it can be seen that age may not be an essential factor when measuring fitness.

연대에 따른 체력차를 조사하기 위하여, 운동 안정 맥박수 이하의 맥박수 및 그때의 부하치(남성의 경우 109박 및 50W, 여성의 경우 107박 및 25W)를 기준치로서 사용하였다. 부하하에서 기준치 미만의 맥박수를 가진 사람을 고체력자(H)로서 분류하였다.In order to investigate the fitness difference according to the age, the pulse rate below the exercise stable pulse rate and the load value (109 nights and 50W for men and 107 nights and 25W for men) were used as reference values. Persons with pulse rates below baseline under load were classified as solid forces (H).

기준치 이상의 맥박수를 가진 사람을 저체력자(L)로 분류하였다. 연대 및 성별에 따른 최소 2제곱 평균에 의해 계산된 고체력 및 저체력에 따라 따로따로 부하-맥박수 그래프를 준비한 데이타가 사용되었다. 이 그래프가 제 16 도(남성) 및 제 18 도 (여성)에 나타나 있다.Persons with pulse rates above the baseline were classified as low-weight (L). Data were used to prepare load-pulse rate graphs separately according to the solid and low body forces calculated by the least square mean over age and gender. This graph is shown in Figures 16 (male) and 18 (female).

도면에서 명백한 바와같이, 동일 연대의 고체력자와 저체력자의 특성 그래프는 서로 평행하고 연대에 따라 따로따로 구비된 체력자의 특성그래프는 거의 동등하다(남성의 50대 및 60대의 저체력자의 특성 그래프와, 여성의 50대의 저체력 및 고체력자의 특성은 약간 다르고 경사도가 크다).As is apparent from the figure, the characteristic graphs of solid and low-force of the same age are parallel to each other, and the characteristic graphs of physical strengths provided separately according to age are almost the same. The characteristics of low and solid force in women in their 50s are slightly different and have a high degree of inclination).

따라서, 제 15 도 내지 제 18 도를 총합적으로 고찰하면 체력측정시 개인의 체력차는 연령보다도 더 중요한 파라미터인 것을 이해할 수 있다. 체력차를 측정하는 경우 우선 적절한 초기부하를 설정하고, 초기부하하에서 정상 맥박수를 측정한다. 그 측정의 결과를 제 15 도 내지 제 18 도에서 구한 부하-맥박수 그래프상의 초기 부하치에서 제공된 맥박수와 비교함으로써 피측정자의 체력이 고체력, 저체력 또는 평균체력자 인가를 결정할 수 있다. 평균 체력자는 고체력자와 저체력자 사이에 위치하기 때문에 평균 체력자의 특성 그래프는 고 또는 저체력자의 어느것에 근사할 수 있다.Accordingly, when the 15th to 18th views are collectively considered, it can be understood that an individual's fitness difference is a more important parameter than age when measuring fitness. When measuring the fitness difference, first set the proper initial load and measure the normal pulse rate at the initial load. By comparing the result of the measurement with the pulse rate provided at the initial load value on the load-pulse rate graph obtained in FIGS. 15 to 18, it is possible to determine whether the subject's fitness is a solid force, a low fitness or an average fitness person. Since the average stamina is located between the solid and the low stamina, the characteristic graph of the average stamina can approximate either the high or the low stamina.

일반적으로, 부하-맥박수 그래프는 적어도 2점, 양호하게는 3점 이상의 부하치를 얻음으로써 결정할 수 있고 또한 그 상한(최대 맥박수)는 연령 및 성별에 따라 용이하게 얻어질 수가 있다. 이 경우 안정 맥박수를 제외하고 적어도 3점 이상의 맥박수를 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 이들 도면에서 얻어진 특성 그래프를 참고하여 최대 부하치를 운동 최적 맥박수로 한정하고 그 범위내에서 제 19 도 및 20 도에 도시된 바와같이 체력 측정 프로그램을 작성하였다.In general, the load-pulse rate graph can be determined by obtaining a load value of at least two points, preferably three or more points, and the upper limit (maximum pulse rate) can be easily obtained depending on age and gender. In this case, it is preferable to measure the pulse rate of at least 3 points | pieces except a stable pulse rate. Therefore, referring to the characteristic graphs obtained in these figures, the maximum load value was limited to the exercise optimal pulse rate, and a fitness measurement program was prepared as shown in FIGS. 19 and 20 within the range.

제 19a 도에서, 제 1 부하를 25W로 설정하고, 판단 기준 맥박수 90은 25W 부하하에서 정상 맥박수 범위 HR25=90 내지 95로부터 선택한다. 다음, 제 2 부하치를 50W 및 65W로 설정한다. 제 16 도의 상기 점에서의 정상 맥박수는 각각(18 내지 127(L 클라스) 및 108 내지 112(H 클라스)이다. 상기 값에 따라 120,110을 제 2 기준치로 선정한다. 최대 맥박수 20대(29세) 190, 30대(39세) 182, 40대(49세) 175, 운동 체적 맥박수(약 70%) 및 운동 안전 맥박수(-45)를 고려한다. 3점의 부하치 및 기준 맥박수는 범위에 들어간다.In FIG. 19A, the first load is set to 25 W, and the judgment reference pulse rate 90 is selected from the normal pulse rate range HR 25 = 90 to 95 under 25 W load. Next, the second load values are set to 50W and 65W. Normal pulse rates at the points in Fig. 16 are (18 to 127 (L classes) and 108 to 112 (H classes), respectively. 120,110 are selected as the second reference values according to the above values. Consider 190, 30 (39) 182, 40 (49) 175, exercise volume pulse rate (approx. 70%), and exercise safety pulse rate (-45). .

제 19b 도에서, 50대 및 60대의 저체력자의 특성 그래프는 경사가 급하고, 제 1 부하치 및 기준치는 동일하지만 제 2 부하치는 35W 및 50W로 감소시킨다. 50W하에서 기준 정상 맥박수는 제 19a 도와 같이 110으로 설정한다. 저체력자에 인가되는 부하치는 10W 단위로 하고 기준 정상 맥박수를 운동 최적 맥박수로 한다.In FIG. 19B, the characteristic graphs of the low-forces in the 50s and 60s are steep, and the first load and the reference value are the same but the second load is reduced to 35W and 50W. The reference normal pulse rate under 50 W is set to 110 as shown in the 19a diagram. The load value applied to the low-weight person is in units of 10 W, and the reference normal pulse rate is used as the exercise optimal pulse rate.

제 20a 도에서, 여성의 특성 그래프 경사가 남성의 것보다 급하고, 안정 맥박수가 높으므로 초기부하치를 25W로 하고, 그때의 기준 정상 맥박수를 95로 설정하고, 제 2 부하치를 35 및 45W로 한다. 제 2 부하치하에서 고체력자의 기준치를 55W 및 65W로 설정한다. 저체력자측의 부하치에 있어서, 제 1 부하치로부터 10W 단위의 35W 및 45W를 제 2 및 제 3 부하치로서 설정한다. 저체력자에 있어서 상한 맥박수를 운동 체적 맥박수로 제한한다.In FIG. 20A, since the characteristic graph slope of the female is steeper than that of the male and the stable pulse rate is higher, the initial load value is set to 25 W, the reference normal pulse rate at that time is set to 95, and the second load values are set to 35 and 45 W. . Under the second load value, the reference values of the solid force are set to 55W and 65W. In the load value on the low physical force side, 35W and 45W in 10W units are set as the second and third load values from the first load value. For low stamina, the upper pulse rate is limited to the exercise volume pulse rate.

제 20b 도에서, 특성 그래프는 제 18 도와 같이 경사가 급하므로 특성 그래프를 기초로 제 20a 도의 저체력자의 경우와 유사하게 10W의 단계로서 부하치를 구비하고, 상한 맥박수를 운동 최적 맥박수로 제한한다.In FIG. 20B, the characteristic graph is steeply inclined as in the eighteenth degree, and has a load value in steps of 10 W similar to the case of the low physical force in FIG. 20A based on the characteristic graph, and limits the upper limit pulse rate to the exercise optimum pulse rate.

제 19a 도, 19b 도, 20a 도 및 20b 도에 따라 제공된 체력측정 프로그램을 기초로 사람의 부하-맥박수를 시뮤레이트한다. 시뮤레이션의 결과가 표 3(남성) 및 표 4(여성)에 나타나 있다.The load-pulse rate of the human is simulated based on the fitness program provided according to FIGS. 19A, 19B, 20A and 20B. The results of the simulations are shown in Table 3 (male) and Table 4 (female).

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00004
Figure kpo00004

표 3에 나타나 있는 바와같이, 단지 남성 1명만이 프로그램에 따라 부하-맥박수 그래프를 회귀로 될 수 없다. 따라서, 거의 모든 남성의 체력을 측정하고, 운동 최적 부하치 및 정상 맥박수를 얻는데 프로그램을 사용할 수 있다고 말할 수 있다.As shown in Table 3, only one male cannot regress the load-pulse rate graph according to the program. Thus, it can be said that the program can be used to measure the fitness of almost all men and to obtain the optimal exercise load and normal pulse rate.

표 4에서, 프로그램에 따라서 각 부하-맥박수를 회귀할 수 없는것은 20세 내지 49세에서 12명(8%), 50세 이상에서 5명(28%)이다. 이들 사람의 데이타를 조사하면, 20 내지 49세의 12명중 7명은 25부하하에서 운동 최적 맥박수에 달하고 나머지 5명도 35부하하에서 운동 최적 맥박수에 달한다. 이것은 일반식이나 부하치의 변경에서도 근사할 수 없다. 50세 이상의 5명중 3명은 25W의 부하하에서 운동 최적 맥박수에 달하고, 나머지 2명도 35W부하하에서 운동 최적 맥박수에 달한다. 상기의 사람에 관해서도 똑같다고 말할 수 있다.In Table 4, it was not possible to revert each load-pulse rate according to the program: 12 (20%) from 20 to 49 years old and 5 (28%) from 50 years old or older. Examining these people's data, seven out of twelve, ages 20 to 49, reached exercise optimal pulse rate at 25 loads and the remaining five reached exercise optimal pulse rate at 35 loads. This cannot be approximated by a change in general formula or load value. Three out of five people over the age of 50 reach the optimal pulse rate at 25W load and the remaining two at 35W load. The same can be said for the above person.

제 15 도 내지 20 도의 내용은, 거의 모든 사람에게 운동최대 맥박수(또는 20세 내지 49세의 경우 운동 최적 맥박수)를 제공하는 부하치까지 증가시키지 않고, 운동 최적 부하치 및 정상 맥박수를 얻는데 제 19a, 19b, 20a 및 20b 도에 도시된 체력측정 프로그램이 사용될 수 있다는 것을 나타낸다. 부하-맥박수 그래프가 구해지면, 일반 체력 평가치로서 사용되는 맥박수 130 또는 150에 있어서 부하치 PWC 130 또는 150을 직선으로부터 용이하게 얻어질 수 있다.The contents of FIGS. 15-20 are obtained in order to obtain an exercise optimal load and a normal pulse rate without increasing the load which gives almost everyone an exercise maximum pulse rate (or exercise optimum pulse rate in the case of 20 to 49 years). The fitness program shown in Figs. 19b, 20a and 20b can be used. Once the load-pulse rate graph is obtained, the load value PWC 130 or 150 can be easily obtained from a straight line at the pulse rate 130 or 150 used as a general fitness evaluation value.

본 발명의 프로그램을 자전거 에르고미터의 다른 실시예를 참고하여 기술한다.The program of the present invention is described with reference to another embodiment of a bicycle ergometer.

제 21 도에 도시된 자전거 에르고미터는 체력을 측정하기 위하여 부하하에서 다리의 굴신운동을 하는 장치이다. 자전거 에르고미터(10)는 프레임(100), 프레임(100)에 회전가능하게 지지되는 에디 전류 브레이크와 같은 부하수단(200), 부하수단(200)을 회전시키기 위한 1쌍의 페달(2)을 구성하고 있다. 페달(2)은 벨트(도시되지 않음)와 감속기어(도시되지 않음)를 통해 부하수단(200)의 회전자에 구동력이 전달되도록 설계된다.The bicycle ergometer shown in FIG. 21 is a device for flexing the legs under load to measure physical strength. The bicycle ergometer 10 has a frame 100, a load means 200 such as an eddy current brake rotatably supported by the frame 100, and a pair of pedals 2 for rotating the load means 200. It consists. The pedal 2 is designed such that driving force is transmitted to the rotor of the load means 200 via a belt (not shown) and a reduction gear (not shown).

자전거 에르고미터(10)는 프레임(100)으로부터 신장된 지지 부재상에 설치되는 새들(1)을 추가로 포함한다. 새들은 수직으로 이동가능하고 핸들(3)은 새들(1) 전방에서 프레임(100)으로부터 연장하는 지지부재상에 설치된다. 핸들(3)의 중간에는 신체조건(후술함)을 입력함과 함께 소요의 데이타를 출력 표시하기 위한 입력/출력 박스(11)가 구비된다. 입력/출력 박스(11) 측면에는 사용자의 맥박을 검출하기 위한 맥박 감지기(12)가 설치된다. 부하수단(200)을 구동하기 위한 전원(22)과, 입력/출력 박스(11)와 부하수단을 제어하기 위한 제어장치(90)가 프레임(100) 내부에 설치된다. 부하수단(200)은 회전자(도시되지 않음)의 속도를 검출하기 위한 회전 감지기를 가진다.The bicycle ergometer 10 further includes saddles 1 which are installed on a support member extending from the frame 100. The saddle is movable vertically and the handle 3 is mounted on a support member extending from the frame 100 in front of the saddle 1. In the middle of the handle 3, there is provided an input / output box 11 for inputting physical condition (to be described later) and outputting and displaying required data. On the side of the input / output box 11, a pulse detector 12 for detecting a user's pulse is installed. A power supply 22 for driving the load means 200, an input / output box 11 and a control device 90 for controlling the load means are installed inside the frame 100. The load means 200 has a rotation detector for detecting the speed of the rotor (not shown).

제 22 도는 본 발명에 따른 연산제어 장치 및 그 주변 장치를 도시한 것이다. 제어장치 및 주변장치는 입력/출력 장치(31), 중앙처리 장치(32)(이하 "CPU"라 함), 랜덤 억세스 메모리(RAM)(33), 및 리드 오운리 메모리(ROM)(34)를 구성한다. 요소(31 내지 34)는 마이크로 컴퓨터(20)를 형성한다. 마이크로 컴퓨터(20)는 ROM(34)에 기억된 처리 절차에 따라서 입력/출력 박스(11)로부터 공급되는 사용자의 신체조건 예를들어 연령 및 성별, 맥박 감지기(12) 및 회전 감지기(25)로부터의 신호를 입력/출력 장치(31)를 통해 입력됨과 함께 연산처리하고 결과를 RAM에 기억한다. 또 마이크로 컴퓨터(20)는 ROM(34)에 기억되어 있는 체력 측정 프로그램을 호출하고 호출된 프로그램에 따라서 입력/출력 장치(31)와 전류 제어 회로(23)를 통하여 부하회로(200)의 부하량을 제어한다.22 shows a calculation control device and its peripheral device according to the present invention. The control and peripheral devices include an input / output device 31, a central processing unit 32 (hereinafter referred to as a “CPU”), a random access memory (RAM) 33, and a read oracle memory (ROM) 34. Configure. Elements 31 to 34 form microcomputer 20. The microcomputer 20 is adapted from the user's physical conditions, such as age and gender, pulse detector 12 and rotation sensor 25, supplied from input / output box 11 in accordance with the processing procedure stored in ROM 34. Signal is inputted through the input / output device 31, and arithmetic processing is performed and the result is stored in RAM. In addition, the microcomputer 20 calls the fitness measurement program stored in the ROM 34 and loads the load of the load circuit 200 through the input / output device 31 and the current control circuit 23 according to the called program. To control.

제 23 도는 입력/출력 박스(11)의 프런트 패널을 도시한 것이고, 3개의 부분으로 구성되어 있다. 사용자의 신체조건 예로 연령 및 성별 입력용의 키이가 프런트 패널 중간부의 우측상에 배치되고, 체력 측정 또는 트레이닝의 선택 키이가 좌측에 배치된다. 가청 경적음을 발생시키기 위해 톤(tone) 버튼이 제공된다. 사용자는 에르고미터가 거의 일정한 비율로 작동되도록 톤의 경적에 페달(2)의 회전을 동시화한다. 체력 측정을 스타트하기 위해 사용자는 체력 테스트 키이를 누르고 이때 프런트 패널의 하부에 나타나 있는 조작 수순에 따라 연령 및 성별을 입력한다.23 shows the front panel of the input / output box 11, and is composed of three parts. As an example of the user's physical condition, a key for inputting age and gender is disposed on the right side of the middle of the front panel, and a selection key for fitness measurement or training is disposed on the left side. A tone button is provided to generate an audible horn. The user synchronizes the rotation of the pedal 2 with the horn of the tone so that the ergometer is operated at an almost constant rate. To start the fitness test, the user presses the fitness test key and enters the age and gender according to the procedure shown at the bottom of the front panel.

사용자는 제 21 도에 도시된 자전거 에르고미터(10)의 새들(1)에 타고, 귀에 맥박 감지기(12)를 부착한다. 이 조건하에서 사용자는 리세트 키이를 누르고, 체력 테스트 키이를 작동하고 연령 및 성별을 입력하며, 스타트 키이를 누른다. 체력 테스트 키이가 눌려지고 연령 및 성별 데이타가 입력되면 제 19a, 19b, 20a 및 20b 도에 도시된 프로그램의 하나는 ROM으로부터 RAM으로 전달된다. 연령 및 성별로부터 최대 맥박수 및 운동 최적 맥박수의 일반식은 ROM으로부터 CPU로 전달된다. 다음, CPU에서 계산되고 계산의 결과는 RAM에 기억된다.The user rides on the saddle 1 of the bicycle ergometer 10 shown in FIG. 21 and attaches a pulse detector 12 to the ear. Under this condition, the user presses the reset key, activates the fitness test key, enters age and gender, and presses the start key. When the fitness test key is pressed and age and gender data is entered, one of the programs shown in Figs. 19A, 19B, 20A and 20B is transferred from ROM to RAM. The general formula of maximum pulse rate and exercise optimal pulse rate from age and gender is transferred from ROM to the CPU. Next, it is calculated in the CPU and the result of the calculation is stored in RAM.

스타트 키이가 눌려진 후 타이머 회로(27)가 작동 개시하고 CPU는 맥박 감지기(12)의 출력 펄스를 계수한다. 이 값은 안정 맥박수로서 RAM에 기억된다. 적절한 맥박수는 기억하기 위해 맥박수를 m초간 n회 샘플하고 예를들어 20초간 3회 샘플링하여 그 값을 매분당 맥박수로 환산한다. 또, 분당 맥박수를 평균화한다.After the start key is pressed, the timer circuit 27 starts to operate and the CPU counts the output pulses of the pulse detector 12. This value is stored in RAM as a stable pulse rate. The appropriate pulse rate is sampled n times for m seconds and sampled three times for 20 seconds, for example, to convert the value into a pulse rate per minute. In addition, the pulse rate per minute is averaged.

타이머회로(27)에 의해 1분 경과의 신호가 CPU에 압력되면 CPU는 RAM내에 전송기억된 처리수준에 따라서 제 1 부하치에 상당하는 디지탈 신호를 입력/출력 장치(31)를 통해 전류 제어회로(23)에 출력한다. 전류 제어회로(23)는 D-A 컨버터를 구비하고 있고, 입력/출력 장치(31)로부터의 신호에 응답하여 전원(22)으로부터 부하수단(200)에 공급하는 전류치를 제어한다.When the signal of 1 minute has passed to the CPU by the timer circuit 27, the CPU supplies a digital signal corresponding to the first load value through the input / output device 31 according to the processing level stored in the RAM. Output to (23). The current control circuit 23 is provided with a D-A converter and controls the current value supplied from the power supply 22 to the load means 200 in response to the signal from the input / output device 31.

부하수단(200)은 회전 감지기(25)를 구비하고 있고, 상기 감지기는 사용자가 부하수단을 바람직한 속도의 범위내에서 회전시키는가 아닌가를 표시하기 위하여 입력/출력 장치(31)를 통하여 CPU에 연결된다. 제 1 부하차하에서 타이머 회로가 3분 경과의 신호를 CPU에 보내면 4분까지의 범위에서 CPU는 맥박 감지기(12)의 출력 신호를 m초간 n회 계수함과 동시에 분당 맥박수로 환산한다. 분당 맥박수를 평균화하고 제 2 데이타로서 RAM(33)에 기억된다.The load means 200 is provided with a rotation sensor 25, which is connected to the CPU via an input / output device 31 to indicate whether the user rotates the load means within the desired speed range. . When the timer circuit sends a signal of 3 minutes elapsed under the first load difference, the CPU counts the output signal of the pulse detector 12 n times in m seconds and converts it into a pulse rate per minute in the range up to 4 minutes. The pulse rate per minute is averaged and stored in the RAM 33 as second data.

CPU(32)에 있어서, RAM(33)으로부터 호출한 제 1 기준치와 제 2 데이타를 비교하여 제 2 부하치를 결정한다. 제 2 부하치에 대응하는 디지탈 신호를 입력/출력장치(31)를 통하여 전류 제어회로(23)에 공급한다.The CPU 32 compares the first reference value called from the RAM 33 with the second data to determine a second load value. The digital signal corresponding to the second load value is supplied to the current control circuit 23 through the input / output device 31.

제 1 부하치의 때와 똑같이, 부하수단(200)을 제어함과 동시에 타이머 회로로부터 CPU로 6분 경과의 신호가 공급되면 7분까지의 범위에서 맥박 감지기(12)의 출력신호를 m초간 n회 계수함과 동시에 분당의 맥박수로 환산한다. 평균화하여 제 3의 데이타로서 RAM(33)에 기억한다.As in the case of the first load value, when the load means 200 is controlled and the signal is supplied from the timer circuit to the CPU for 6 minutes, the output signal of the pulse detector 12 is n times for m seconds in the range up to 7 minutes. At the same time as counting, convert into pulse rate per minute. The data are averaged and stored in the RAM 33 as third data.

CPU(32)에 있어서, RAM(33)으로부터 호출한 제 2 기준치의 제 3 데이타를 비교하고, 제 3 부하치를 결정한다. 제 3 부하치하에서 CPU(32)는 맥박 감지기(12)로부터의 출력신호를 계수하여 축차 매분당의 맥박수로서 산출함과 동시에, RAM(33)내에 기억되어 있는 사용자의 연령, 성별로부터 산출된 운동 최적 맥박수와 비교한다. 9분 경과까지의 맥박수가 운동 최적 맥박수인 경우만 CPU(32)는 10분 범위내에서 맥박 감지기로부터의 신호를 m초간 n회 계수한다.The CPU 32 compares the third data of the second reference value called from the RAM 33 and determines the third load value. Under the third load value, the CPU 32 counts the output signal from the pulse detector 12 and calculates it as the pulse rate per sequential minute, and at the same time, the exercise calculated from the age and gender of the user stored in the RAM 33. Compare with the optimal pulse rate. Only when the pulse rate up to 9 minutes elapses is the exercise optimum pulse rate, the CPU 32 counts the signal from the pulse detector n times for m seconds within the range of 10 minutes.

매분당의 맥박수에 환산한다. 얻어진 분당 맥박수를 평균화하고 제 4 데이타로서 RAM(33)에 기억한다. 그래서 타이머 회로(27)가 10분 경과의 신호를 출력하면 RAM(33)으로부터 제 2 제 3 및 제 4의 데이타가 CPU에 전달됨과 동시에 ROM(34)으로부터 부하-맥박수 근사식 [H=bx+a]이 호출된다.Convert to pulse rate per minute. The obtained pulse rate per minute is averaged and stored in the RAM 33 as fourth data. Thus, when the timer circuit 27 outputs a signal that has elapsed 10 minutes, the second third and fourth data are transferred from the RAM 33 to the CPU and the load-pulse approximation equation from the ROM 34 [H = bx + a] is called.

결과식에 따라서 RAM(33)내의 연령, 성별에 의해 구해진 최대 맥박수에 대응하는 부하치가 구해진다. 그들의 값에 0.7(정수)을 곱한값이 운동 최적 맥박수 및 부하치로서 RAM(33)에 기억된다. 이들 값 역시 입력/출력 장치(31) 입력/출력 박스(11)의 표시장치로 출력되고 일반트레이닝 값(W)으로서 표시된다.According to the resultant expression, the load value corresponding to the maximum pulse rate determined by the age and sex in the RAM 33 is obtained. The value obtained by multiplying these values by 0.7 (integer) is stored in the RAM 33 as the exercise optimum pulse rate and load value. These values are also output to the display device of the input / output device 31 input / output box 11 and displayed as the general training value W. FIG.

타이머 회로가 9분 경과의 신호를 CPU에 출력하기 전에 사용자의 맥박수가 RAM에 기억되어 있는 운동 최적 맥박수에 달한 경우에는 다음을 조작 수행된다. CPU(32)는 I/O를 통하여 입출력 박스내(11)에 있는 신호발생 회로(도시되지 않음) 구동하여 부저등을 작동하여 상기 상태의 사용자에게 통지함과 함께 체력 측정 프로그램을 중지하게 한다. 게다가, RAM(33)내에 기억되어 있는 제 1 제 2 및 제 3의 데이타를 CPU(32)내에 전달됨과 동시에 ROM(34)으로부터 부하-맥박수 근사식이 호출된다. 상기의 똑같이 부하-맥박수 그래프를 근사하게 하여, 운동체적부하 및 맥박수를 산출하여 입력/출력 박스의 표시장치상에 표시한다.If the pulse rate of the user reaches the exercise optimal pulse rate stored in the RAM before the timer circuit outputs the signal of 9 minutes to the CPU, the following operation is performed. The CPU 32 drives the signal generating circuit (not shown) in the input / output box 11 through I / O to operate a buzzer or the like to notify the user of the state and to stop the fitness measurement program. In addition, the first second and third data stored in the RAM 33 are transferred into the CPU 32 and a load-pulse approximation equation is called from the ROM 34. Similarly, the load-pulse rate graph is approximated, and the motion volume load and pulse rate are calculated and displayed on the display device of the input / output box.

이상 기술한 제 1 데이타로부터 제 4 데이타까지의 맥박수의 계측은 정상 맥박수에 달한다고 생각되면 맥박수를 m초간 n회 계수하고 예를들어 20초간 3회 계수한다. 계수된 맥박수를 매분당 맥박수로 환산하고 얻어진 분당 맥박수를 평균화하여 평균 맥박수를 얻는다.If it is thought that the pulse rate from the first data to the fourth data described above reaches a normal pulse rate, the pulse rate is counted n times for m seconds and three times for 20 seconds, for example. The average pulse rate is obtained by converting the counted pulse rate into a pulse rate per minute and averaging the obtained pulse rate per minute.

그러나, 이 방법에서는 맥박수를 얻기 위하여 3인자(또는 60/m)를 곱해야함으로 오차가 크게된다. 따라서, 정확히 예정된 부하하에서 정상 맥박수를 측정하기 위하여 이동평균법을 사용하여 맥박수를 평균화한다. 즉, 예정된 부하하에서 맥박수가 정상에 달했다고 생각된 후에는 맥박 감지기에 의해 검출된 맥박 펄스의 주기를 연속적으로 계측함과 동시에 n(정수)개 전의 데이타까지의 총가평균을 산출하여 현 시점에서의 맥박 주기로 한다. 그래서 연속적으로 얻어지는 이동평균 맥박 주기의 총가평균을 산출하여 매분당 맥박수를 제공한다.In this method, however, the error is increased by multiplying three factors (or 60 / m) to obtain a pulse rate. Therefore, in order to measure the normal pulse rate under exactly the predetermined load, the moving average method is used to average the pulse rate. That is, after the pulse rate is considered to be normal under the predetermined load, the pulse pulse detected by the pulse detector is continuously measured, and the total price average of the data before n (integer) is calculated to calculate the pulse rate at the present time. It is a cycle. Therefore, the total price average of successive moving average pulse periods is calculated to provide a pulse rate per minute.

또 다음과 같은 방법을 사용하면 특히 양호하다. 이동평균 맥박 주기로부터의 최대치 및 최소치를 제외하고, 나머지 이동평균 맥박 주기로부터 총가평균을 산출하여 매분당 맥박수를 얻는다.In addition, it is particularly good to use the following method. Excluding the maximum and minimum values from the moving average pulse period, the total price average is calculated from the remaining moving average pulse periods to obtain a pulse rate per minute.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 방법을 사용하여 체력을 측정한 경우에는 각 개인의 부하-맥박수 직선이 RAM(33)내에 기억된다. 예를들어 맥박수 150 또는 130일때의 부하치(평가치) 즉 PWC 150 또는 PWC 130을 용이하게 산출할 수가 있다.As described above, when the fitness is measured using the method of the present invention, the load-pulse pulse straight line of each individual is stored in the RAM 33. For example, the load value (evaluation value) at pulse rate 150 or 130, that is, PWC 150 or PWC 130 can be easily calculated.

이상 설명한 바와같이 체력 측정 프로그램의 범주는 남성 및 여성, 20 내지 49세 및 50세 이상이다. 그러나, 연령을 작은 그룹으로 나누어 운동 최적 조건을 더 정확히 측정할 수 있다. 각 세대용의 부하-맥박 그래프의 일반식을 구할 수 있고 최대 맥박수, 운동 최적 맥박수, 운동안전 맥박수 및 최대운동 맥박수를 계산할 수 있다. 따라서, 많은 성별 및 연령의 조합용 체력 측정 프로그램을 작성하는 것이 가능하게 된다.As described above, the categories of fitness program are men and women, 20-49 years old and 50 years old or older. However, by dividing age into smaller groups, it is possible to more accurately measure exercise optimality. The general formula of the load-pulse graph for each generation can be obtained and the maximum pulse rate, optimal exercise pulse rate, exercise safety pulse rate and maximum exercise pulse rate can be calculated. Therefore, it is possible to create a fitness measuring program for a combination of many genders and ages.

예를들어 제 25a 도 내지 25c 도 및 제 26a 도 내지 26c 도는 제 19a, 19b, 20a 및 20b 도에 도시된 20 내지 49세의 것으로부터 분리되는 20 내지 34세 및 35 내지 49세 사용자용 체력 측정 프로그램을 도시하고 있다. 제 27a 도 내지 27d 도는 각 프로그램용 플로우 챠트이다.For example, fitness measurements for 20-34 and 35-49 year olds separated from those of 20-49 years shown in FIGS. 25A-25C and 26A-26C shown in FIGS. 19A, 19B, 20A, and 20B. The program is shown. 27A to 27D are flowcharts for each program.

이상 기술한 본 발명에 있어서 측정된 최적 부하치, 및 그때의 정상 맥박수, PWC 150 또는 130의 값, 및 부하맥박수 특성 그래프는 표시장치에 의해 표시된다. 그러나, 전원스위치를 끄면 소실하여 버리므로 이들 데이타를 프린트 아웃하는 프린터를 사용하면 좋다.The optimum load value measured in the present invention described above, the normal pulse rate at that time, the value of PWC 150 or 130, and the load pulse rate characteristic graph are displayed by the display device. However, it is lost when the power switch is turned off, so a printer that prints out these data may be used.

또 이들의 데이타를 내부 또는 외부에 설치한 기억 수단에 기억시키면, 필요시 호출가능하고, 사용자가 새로이 체력측정을 행하는 경우에는 비교 데이타로서 사용가능하다. 또 매월 트레이닝을 행하는 경우에는 그때마다 데이타를 입력하지 않아도 좋으므로 이방법은 적합하다.If these data are stored in a storage means provided internally or externally, they can be called when necessary, and can be used as comparison data when the user newly measures physical strength. In the case of monthly training, this method is suitable because it is not necessary to input data every time.

데이타를 기억시키기 위해 장치내부의 수단에서 행하는 경우에는 건전지 등에서 백업한 별도의 메모리를 설치하여, 사용자에게 부여되는 ID 코드와 함께 데이타가 기억된다. 또, 지워지지 않는 기억장치도 사용할 수 있다. 그래서 사용자가 ID 코드를 입력만 함으로써 상기한 전 데이타가 메모리로부터 호출되어 RAM(33)에 전송된다. 또 장치 외부의 수단에 데이타를 기억시키는 경우에 자기 카드를 사용할 수 있다.In the case where the data is stored by means inside the apparatus for storing the data, a separate memory backed up by a battery or the like is provided, and the data is stored together with the ID code given to the user. In addition, an indelible memory device can also be used. Thus, when the user only inputs the ID code, all the above data is called from the memory and transferred to the RAM 33. A magnetic card can be used to store data in a means external to the apparatus.

이 방법은 각 데이타가 자기 카드내에 기억됨으로 ID 코드를 입력할 필요가 없으므로 더욱 편리하다.This method is more convenient since there is no need to enter an ID code since each data is stored in a magnetic card.

도면을 참고하여 본 발명의 두드러진 특징을 기술하였지만, 첨부된 특허청구 범위의 정신과 영역에서 벗어나지 않고서 본원에 기술된 실예와 방법을 수정하고 변경할 수 있다는 것을 이해할 것이다.Although the salient features of the invention have been described with reference to the drawings, it will be understood that modifications and variations of the embodiments and methods described herein may be made without departing from the spirit and scope of the appended claims.

Claims (20)

에디 전류 브레이크에 있어서, 탄소 함유량이 0.12% 이하이고 실리콘 함유량이 0.35% 이하인 철재료를 포함하는 회전자 조립체와, 상기 회전자 조립체내에 제공된 고정자와, 상기 고정자상에 제공된 다수의 여자 코일과, 상기 여자 코일에 에너지를 공급하는 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 에디 전류 브레이크.An eddy current brake, comprising: a rotor assembly comprising an iron material having a carbon content of 0.12% or less and a silicon content of 0.35% or less, a stator provided in the rotor assembly, a plurality of excitation coils provided on the stator, An eddy current brake, comprising: a power source for supplying energy to the exciting coil. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자 조립체는 한 종류의 재료로된 외측 회전자와, 탄소 함유량이 0.12%이하이고 실리콘 함유량이 0.35% 이하인 구조용 탄소강관(STK 및 STKM)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 재료로 만들어지며 상기 외측 회전자에 삽입되는 다른 종류의 재료로된 내측 회전자를 갖는 동심원 구조인 것을 특징으로 하는 에디 전류 브레이크.2. The material of claim 1 wherein the rotor assembly is a material selected from the group consisting of an outer rotor of one kind of material and structural carbon steel pipes (STK and STKM) having a carbon content of 0.12% or less and a silicon content of 0.35% or less. Eddy current brake, characterized in that the concentric structure having an inner rotor made of a different kind of material inserted into the outer rotor. 제 2 항에 있어서, 상기 다른 종류의 재료는 주철인 것을 특징으로 하는 에디 전류 브레이크.3. The eddy current brake of claim 2 wherein said other type of material is cast iron. 제 2 항에 있어서, 상기 외측 회전자는 상기 내측 회전자에 플라이 휘일 효과를 부여하도록 비철 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 에디 전류 브레이크.3. The eddy current brake of claim 2 wherein the outer rotor is made of a non-ferrous material to impart a flywheel effect to the inner rotor. 제 4 항에 있어서, 상기 비철 재료는 콘크리트인 것을 특징으로 하는 에디 전류 브레이크.5. The eddy current brake of claim 4 wherein the nonferrous material is concrete. 자전거 에르고미터를 사용하는 부하 장치에 있어서, 회전자 조립체와, 상기 회전자 조립체내에 제공된 고정자와, 상기 고정자상에 제공된 다수의 여자 코일과, 상기 여자 코일에 에너지를 공급하는 전원과, 원하는 부하치를 지시하는 지시 수단과, 상기 원하는 부하치에 상응하는 전류 지령 신호를 생성하는 평방근 특성 신호 생성 회로와, 상기 전류 지령 신호에 응답하여 상기 코일에 공급되는 전류를 제어하기 위해 상기 전원과 상기 여자 코일 사이에 제공되는 일정한 전류 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 부하 장치.A load device using a bicycle ergometer, comprising: a rotor assembly, a stator provided in the rotor assembly, a plurality of excitation coils provided on the stator, a power supply for supplying energy to the excitation coil, and a desired load Value indicating means, a square root characteristic signal generating circuit for generating a current command signal corresponding to the desired load value, and the power source and the excitation coil for controlling a current supplied to the coil in response to the current command signal. And a constant current drive circuit provided between the load devices. 제 6 항에 있어서, 상기 회전자 조립체는 탄소 함유량이 0.12% 이하이고 실리콘 함유량이 0.35% 이하인 철재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 장치.7. The load device of claim 6, wherein the rotor assembly comprises an iron material having a carbon content of 0.12% or less and a silicon content of 0.35% or less. 제 6 항에 있어서, 상기 회전자 조립체는 탄소 함유량이 0.12% 이하이고 실리콘 함유량이 0.35% 이하인 구조용 탄소 강관(STK 및 STKM)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 제 1 재료로된 외측 회전자와, 상기 외측 회전자에 삽입되며 제 2재료로된 내측 회전자를 구비하며 동심원 구조인 것을 특징으로 하는 부하 장치.7. The rotor assembly of claim 6, wherein the rotor assembly comprises an outer rotor of a first material selected from the group consisting of structural carbon steel pipes (STK and STKM) having a carbon content of 0.12% or less and a silicon content of 0.35% or less, A load device, characterized in that it is inserted into the rotor and has an inner rotor made of a second material and is concentric. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 재료는 주철을 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 장치.9. The load device of claim 8, wherein the second material comprises cast iron. 제 8 항에 있어서, 상기 외측 회전자는 상기 내측 회전자에 플라이 휘일 효과를 부여하도록 비철재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 부하 장치.9. The load device of claim 8, wherein the outer rotor is made of a non-ferrous material to impart a flywheel effect to the inner rotor. 제 6 항에 있어서, 상기 일정한 전류 구동 회로를 제어하는 전류 제어회로와, 상기 평방근 특성 신호 생성 회로의 출력을 보정하고 이 보정된 출력을 상기 전류 제어 회로에 적용하기 위한 토오크 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 부하 장치.7. The apparatus according to claim 6, further comprising a current control circuit for controlling said constant current drive circuit and torque detection means for correcting an output of said square root characteristic signal generating circuit and applying this corrected output to said current control circuit. Characterized by a load device. 자전거 에르고미터에 있어서, 사용자가 사용하는 운동 장치와, 상기 사용자의 신체 조건을 입력하는 입력 수단과, 상기 사용자의 분당 맥박수를 측정하는 맥박 감지기와, 트레이닝 범위를 제공하기 위해 프로그램에 따른 상기 입력 신체 조건에 상응하는 분당 관리 하한 맥박수와 분당 관리 상한 맥박수에 의해 한정되는 트레이닝 범위를 계산하고 사용자의 연속 운동중에 상기 맥박 감지기의 출력이 상기 트레이닝 범위를 벗어날때 부하 변경 신호를 내어 사용자의 맥박수를 상기 트레이닝 범위내에서 유지하도록 하는 연산 제어 회로와, 상기 부하 변경 신호에 따라 상기 운동 장치에 적용된 부하를 변화시키기 위해 상기 운동 장치에 연결된 부하 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거 에르고미터.A bicycle ergometer comprising: an exercise device used by a user, input means for inputting the user's physical condition, a pulse detector for measuring the user's pulse rate per minute, and the input body according to a program to provide a training range The training range defined by the lower limit pulse rate per minute and the upper limit pulse rate per minute corresponding to the condition is calculated, and a load change signal is output when the output of the pulse detector is out of the training range during the continuous exercise of the user, thereby calculating the user's pulse rate. And a load control device connected to the exercise device for varying the load applied to the exercise device in accordance with the load change signal. 제 12 항에 있어서, 탄소 함유량이 0.12% 이하이고 실리콘 함유량이 0.35% 이하인 철 재료를 포함하는 회전자 조립체와, 방사상으로 배열된 다수의 여자 코일을 가지며 상기 회전자 조립체내에서 제공된 고정자와, 상기 연산 제어 회로의 출력에 응답하여 평방근 신호를 생성하는 특성 신호 생성 회로와, 상기 평방근 신호에 응답하여 상기 코일을 여자시키는 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거 에르고미터.13. The stator assembly of claim 12, further comprising: a rotor assembly comprising an iron material having a carbon content of 0.12% or less and a silicon content of 0.35% or less, a stator provided in the rotor assembly having a plurality of radially arranged coils; And a characteristic signal generation circuit for generating a square root signal in response to an output of the operational control circuit, and a power source for exciting the coil in response to the square root signal. 제 13 항에 있어서, 상기 회전자 조립체는 외측 회전자와, 구조용 탄소 강관(STK 및 STKM)으로부터 선택된 재료로 만들어지며 상기 외측 회전자에 삽입되는 내측 회전자를 포함하는 동심원 구조인 것을 특징으로 하는 자전거 에르고미터.14. The rotor assembly of claim 13 wherein the rotor assembly is a concentric circular structure comprising an outer rotor and an inner rotor made of a material selected from structural carbon steel pipes (STK and STKM) and inserted into the outer rotor. Bicycle ergometer. 제 14 항에 있어서, 상기 외측 회전자는 주철로 만들어지는 것을 특징으로 하는 자전거 에르고미터.15. The bicycle ergometer according to claim 14, wherein the outer rotor is made of cast iron. 제 14 항에 있어서, 상기 외측 회전자는 상기 내측 회전자에 플라이 휘일 효과를 부여하도록 비철재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 자전거 에르고미터.15. The bicycle ergometer of claim 14, wherein the outer rotor is made of a non-ferrous material to impart a flywheel effect to the inner rotor. 제 14 항에 있어서, 상기 여자 코일에 공급된 전류를 제어하는 전류 제어 회로와, 상기 회전자 조립체의 토오크에 응답하여 특성 신호 생성 회로의 출력을 보정하고 이 보정된 출력을 상기 전류 제어 회로에 적용시키기 위해 상기 회전자 조립체에 연결된 토오크 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자전거 에르고미터.15. The apparatus of claim 14, further comprising: a current control circuit for controlling a current supplied to the exciting coil, a output of a characteristic signal generating circuit in response to the torque of the rotor assembly, and applying the corrected output to the current control circuit. And a torque detecting means connected to said rotor assembly for the purpose of mounting said bicycle ergometer. 사용자의 연속 운동중에 적용되는 가변 부하를 갖는 회전 장치를 회전시키도록 사용자의 다리가 굴신 운동을 하며, 운동 부하치가 단계적으로 증가되며 선형부하-맥박수 상관 그래프를 제공하도록 각 단계에서 부하치와 사용자의 분당 정상 맥박수를 측정하게 되는 운동장치 사용자의 최적 부하치를 얻는 방법에 있어서, 제 1 데이타를 산출하도록 사용자가 쉬고 있을때 사용자의 분당 맥박수를 측정하고, 제 2 데이타를 산출하도록 제 1 부하에서의 사용자의 분당 정상 맥박수를 측정하고, 제 2 부하치를 결정하도록 통계적으로 얻어진 최소 2게곱법 평균에 의해 계산된 부하-맥박수 상관 그래프상의 제 1 부하에서 분당 정상 맥박수인 제 1 기준치와 상기 제 2 데이타를 비교하고, 제 3 데이타를 산출하도록 제 2 부하치에서의 사용자의 분당 정상 맥박수를 측정하고, 제 3 부하치를 결정하도록 통계적으로 얻어진 최소 2제곱법 평균에 의해 계산된 부하-맥박수 그래프상의 제 2 부하에서 분당 정상 맥박수인 제 2 기준치와 상기 제 3 데이타를 비교하고, 제 4 데이타를 산출하도록 제 3 부하치에서의 사용자의 분당 정상 맥박수를 측정하며 사용자를 위해 분당 운동 안전 맥박수로 제한되는 측정된 분당 정상 맥박수의 상한치를 측정하고, 제 2 내지 제 4 데이타에 따라서 또는 제 4 데이타가 얻어지기 전에 분당 운동 안전 맥박수에 도달하면 제 1 내지 제 3 데이타에 따라서 사용자의 최적 부하치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 장치 사용자의 최적 부하치를 얻는 방법.The user's legs are flexed to rotate the rotating device with the variable load applied during the user's continuous movement, the exercise load is increased step by step, and the load and the user's load at each stage are provided to provide a linear load-pulse rate correlation graph. A method of obtaining an optimal load of an exercise device user that measures a normal pulse rate per minute, comprising: measuring a user's pulse rate per minute when the user is resting to produce the first data, and calculating the second data of the user at the first load; Measure the normal pulse rate per minute and compare the second data with the first reference value, which is the normal pulse rate per minute at the first load on the load-pulse rate correlation graph calculated by the statistically obtained least squares mean to determine the second load value The normal pulse rate per minute of the user at the second load value is calculated to yield the third data. Measure and compare the third data with a second reference value, which is the normal pulse rate per minute at the second load on the load-pulse rate graph calculated by the statistically obtained least squares mean to determine the third load, Measure the user's normal pulse rate per minute at the third load to calculate and measure the upper limit of the measured normal pulse rate per minute, which is limited to the exercise safety pulse rate per minute for the user, and according to the second to fourth data or the fourth data Determining the optimum load value of the user according to the first to third data when the exercise safety pulse rate per minute is reached before being obtained. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 최적 부하치를 기억 수단에 저장시키는 단계를 포함하여 이 저장된 부하치가 프로그램의 지령에 따라 기억수단으로부터 판독될 수 있는 것을 특징으로 하는 운동 장치 사용자의 최적 부하치를 얻는 방법.19. An exercise apparatus according to claim 18, wherein the stored load values can be read out from the storage means according to a program instruction, including storing the first, second, third and optimum load values in the storage means. How to get your optimal load. 제 18 항에 있어서, 사용자의 연령 및 성별에 따라 상기 제 1 기준치 및 제 2 기준치를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 장치 사용자의 최적 부하치를 얻는 방법.19. The method of claim 18, comprising selecting the first reference value and the second reference value according to an age and gender of the user.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61187874A (en) * 1985-02-15 1986-08-21 株式会社キャットアイ Load apparatus
DE8528075U1 (en) * 1985-10-02 1987-05-14 Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt, De
JPS6335254A (en) * 1986-07-29 1988-02-15 コンビ株式会社 Training apparatus for rehabilitation
GB2221536A (en) * 1988-07-26 1990-02-07 Dayton Ind Company Limited Cycle computer
JPH0734827B2 (en) * 1989-10-07 1995-04-19 コンビ株式会社 Method and device for measuring instantaneous power
ES2072514T3 (en) * 1990-11-15 1995-07-16 Combi Co TRAINING MACHINE TO SIMULATE THE RISE AND ITS CONTROL PROCEDURE.
US5277674A (en) * 1991-03-30 1994-01-11 Combi Corporation Leg extension apparatus with pivotal foot section for measuring instantaneous power generated by a leg extending force
FI110303B (en) * 1994-12-29 2002-12-31 Polar Electro Oy Method and apparatus for determining the stress levels of cardio or physical training and the stress caused by the training
US5803870A (en) * 1996-05-06 1998-09-08 Unisen, Inc. Exercise machine using heart rate control for cardiopulmonary interval training
US5879270A (en) * 1997-04-09 1999-03-09 Unisen, Inc. Heart rate interval control for cardiopulmonary interval training
CN1162195C (en) 1998-02-26 2004-08-18 欧姆龙株式会社 Exercise machine, physical strength evaluating method, and pulsation meter
WO2001012270A1 (en) * 1999-08-10 2001-02-22 Omron Corporation Method for determining exercise strength and device using the same
EP2793694B1 (en) 2011-12-21 2016-03-16 Biomagnetik Park GmbH Magnetocardiography arrangement and ergometer for same
DE102012112760B4 (en) * 2012-12-20 2017-06-14 Biomagnetik Park Gmbh ergometer

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB585524A (en) * 1944-02-28 1947-02-10 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to induction type dynamoelectric machines
FR925986A (en) * 1946-04-24 1947-09-18 Electromagnetic brake system
GB1090749A (en) * 1965-04-08 1967-11-15 Technical Aid Consultants Ltd An electromagnetic brake
FR2071510A5 (en) * 1969-12-31 1971-09-17 Edf
US3744480A (en) * 1971-11-29 1973-07-10 Nasa Ergometer
DE2454753B2 (en) * 1974-11-19 1979-03-15 Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8000 Muenchen Flywheel storage
US4116727A (en) * 1975-03-04 1978-09-26 Telcon Metals Limited Magnetical soft alloys with good mechanical properties
SE429926B (en) * 1979-10-24 1983-10-10 Emil Franken Smidak MOTION PROMOTION DEVICE
SE7909991L (en) * 1979-12-04 1981-06-05 Bejert Svensson ERGOMETER
DE2950605A1 (en) * 1979-12-15 1981-06-19 Keiper Dynavit GmbH & Co, 6750 Kaiserslautern Ergometer used as training bicycle - is for physical training in form of jacked up bicycle with its rear wheel kept in contact with friction roller
DE3139056A1 (en) * 1981-10-01 1983-04-21 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Ergometer having an eddy-current braking device

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DE3486014T2 (en) 1993-05-13
ATE83386T1 (en) 1993-01-15
EP0379227B1 (en) 1992-12-16

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